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, die die Fische produzieren, zu den Pflanzen zu bringen.
Hier finden Sie einen Überblick über die verschiedenen Arten der Bepflanzung.
Eine Übersicht der Aquaponik-Anlagentypen sind hier zu sehen.
Aquaponik- wie auch Hydroponiksysteme sind immer Teil eines geschlossenen Kreislaufes. Aquaponik, für die Fischproduktion, enthält immer ein hydroponisches System für den Pflanzenanbau. Das System funktioniert, indem die Ausscheidungen aus der Fischzucht als Nährstoffe für die Pflanzen verwendet werden. Dies geschieht in unseren Anlagen automatisch über Dosiersysteme. Durch eine entsprechende Steuerung der Nährstoffzufuhr - die auf die jeweils ausgewählte Pflanzenart und die Entwicklungsphase optimiert ist. Der geschlossene Kreislauf führt dazu, dass weit über 90% der notwendigen Nährstoffe, d.h. der Investitionen, tatsächlich in den beiden Endprodukten (Gemüse & Fisch) enthalten sind.
Im Gegensatz zur bodengebundenen Anpflanzung ergeben sich folgende Vorteile
- Hoher Ertrag: 500m2 bringen bis zu 8 Tonnen Fisch und 16 Tonnen Tomaten pro Jahr.
- Minimaler Platzbedarf: Rentabilität ab 500 m2
- Wetterunabhängigkeit: Ganzjähriger Betrieb und Ertrag
- Unabhängigkeit von Niederschlägen: geschlossener Kreislauf
- Sehr geringer Wasserverbrauch
- Kein Einsatz von Pestiziden
- Kein Einsatz von Herbiziden
- Kein Einsatz von Medikamenten
- Keine Schädigung des Grundwassers: geschlossener Kreislauf
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 voll-autonomen Anlagensteuerung.
Fortführender Artikel: Was ist Aquaponik?
Aquaponik und Hydroponik: Situation, Marktbedarf und Entwicklung
Die Nahrungsmittelproduktion ist abhängig von der Verfügbarkeit der Ressourcen wie Land, Süßwasser, fossiler Energie und Nährstoffen (Conijn et al. 2018), und der derzeitige Verbrauch oder Abbau dieser Ressourcen übersteigt ihre globale Regenerationsrate (Van Vuuren et al. 2010). Das Konzept der planetarischen Grenzen zielt darauf ab, die ökologischen Grenzen zu definieren, innerhalb derer die Menschheit in Bezug auf die endlichen und teils knappen Ressourcen arbeiten kann (Rockström et al. 2009).
Biochemische Flussgrenzen, die die Nahrungsmittelversorgung begrenzen, sind strenger als der Klimawandel (Steffen et al. 2015, siehe Abbildung unten). Neben dem Nährstoffrecycling sind Ernährungsumstellungen und Abfallvermeidung unabdingbar, um die derzeitige Produktion zu verändern (Conijn et al. 2018; Kahiluoto et al. 2014). Daher besteht eine große Herausforderung darin, das wachstumsorientierte Wirtschaftsmodell auf ein ausgewogenes ökologisches Wirtschaftsparadigma umzustellen - das unendliches Wachstum durch nachhaltige Entwicklung ersetzt (Manelli 2016).
Um eine ausgewogene, praktikablere und nachhaltigere Situation zu erhalten, sind innovative und ökologische Anbausysteme erforderlich, so dass Kompromisse zwischen den unmittelbaren menschlichen Bedürfnissen ausgeglichen werden können und gleichzeitig die Fähigkeit der Biosphäre die erforderlichen Güter und Dienstleistungen bereitzustellen gegeben ist (Ehrlich und Harte 2015).
In diesem Zusammenhang wurde die Aquaponik (Aquakultur + Hydroponik) als ein landwirtschaftlicher Ansatz identifiziert, der durch Nährstoff- und Abfallrecycling dazu beitragen kann, sowohl die planetarischen Grenzen (siehe Abbildung unten) als auch die Ziele einer nachhaltigen Entwicklung zu erreichen, insbesondere in trockenen Regionen oder Gebieten mit nicht landwirtschaftlich nutzbaren Böden (Goddek und Körner 2019; Appelbaum und Kotzen 2016; Kotzen und Appelbaum 2010).
Aquaponik wird auch als eine Lösung für die Nutzung von Grenzertragsflächen in städtischen Gebieten für eine marktnahe Lebensmittelproduktion angesehen. Zu einer Zeit der „Technologie für Hinterhöfe“ (Bernstein 2011), entwickelt sich die Aquaponik jetzt schnell in die industrielle Produktion, da durch technische Verbesserungen in Design und Praxis die Produktionskapazitäten und die Produktionseffizienz erheblich gesteigert werden konnten. Ein solcher Bereich der Entwicklung ist die gekoppelte und die entkoppelte Aquaponik.
Traditionelle Entwürfe für Aquaponiksysteme mit einem Kreislauf umfassen sowohl Aquakultur- als auch Hydroponikeinheiten, zwischen denen das Wasser zirkuliert. In solchen traditionellen Systemen ist es ist es notwendig, Kompromisse bei den Bedingungen der beiden Teilsysteme in Bezug auf pH-Wert, Temperatur und Nährstoff-Konzentration einzugehen (Goddek et al. 2015; Kloas et al. 2015, Kapitel 7).
Ein entkoppeltes Aquaponiksystem kann die Notwendigkeit von Kompromissen verringern, indem es die Komponenten trennt und so die Bedingungen in jedem Teil-System optimiert werden können.
Gerade die Problematik des aufwendigen Transportes
(Aus der Region für die Region) wird zunehmend zum Umwelt- und Kostenproblem in Städten.
Erste Versuche wie etwa der Kräuteranbau in Hydroponik-anlagen die in den ersten Super- bzw. Detailmärkten zu sehen sind, veranschaulicht das Potential mit dem Effekt der Kostenreduktion, durch Einsparung von Transport und Lagerung sowie gleichzeitig dem Gewinn von Kundenakzeptanz und deren Interesse an der Problematik der zukünftigen Versorgung, da die Kräuter in diesen Anlagen vor Ort vom Kunden selbst gepflückt werden können.
Das Bild zeigt ein Anlage in einem Supermarkt der Edeka-Kette der Firma Infarm / Berlin.
Laut dem World Wild Fund for Nature (WWF) entfallen etwa 70 Prozent des globalen Süßwasserverbrauchs auf die Landwirtschaft und der Weiterverarbeitung. Dem gegenüber ermöglicht Aquaponik eine Lebensmittelproduktion mit einem um 50 bis 90 Prozent verringerten Wasserverbrauch: 50 Prozent beträgt die Ersparnis bei den alten Einkreislaufsystemen – schlicht aufgrund der Doppelnutzung des Wassers.
Ein Zweikreislauf-System mit Wasserrückgewinnung kommt sogar auf eine Ersparnis von etwa 90 Prozent. Frischwasser muss bei diesem Produktionssystem nur die Verluste durch Verdunstung und die Entnahme von Biomasse aus dem System ausgleichen.
Verfügbare Ressourcen für Ernährung
Aufgrund der Ressourcensituation ist ein Umdenken in der Nahrungsmittelversorgung unausweichlich. Der aktueller Stand der Kontrollvariablen für sieben der planetarischen Grenzen wie beschrieben von Steffen et al.(2015) ist in der Graphik oben zu sehen.
Die grüne Zone ist der sichere Betriebsbereich, die gelbe Zone stellt die Zone der Ungewissheit dar (zunehmendes Risiko), die rote Zone ist eine Zone mit hohem Risiko, und die grauen Zonengrenzen sind diejenigen die noch nicht quantifiziert wurden. Die blau umrandeten Variablen (d. h. Landsystemveränderung, Süßwassernutzung und biochemische Flüsse) zeigen die planetarischen Grenzen auf, auf die die Aquaponik einen positiven Einfluss haben kann.
Diese Graphik zeigt anschaulich das die „Grenzen des Wachstums“ (Club of Rome, 1972) bereits erreicht sind. Für die traditionelle Landwirtschaft ist nicht zuletzt durch die Auslaugung der Böden durch verschiedenste Chemikalien (etwa Glyphosat, siehe Studie des BUND, 2013) bereits eine beträchtliche Ertragseinbusse zu beobachten – zumindest dort wo der Einsatz dieser Chemikalie noch erlaubt ist.
Weitere Informationen und Zahlen
Der Düngemitteleinsatz in der deutschen Landwirtschaft hat die Grenze von 200 Tonnen pro Hektar und Jahr bereits überschritten.
Literatur und Quellenangaben
Appelbaum S, Kotzen B (2016) Further investigations of aquaponics using brackish water resources of the Negev desert. Ecocycles 2:26. https://doi.org/10.19040/ecocycles.v2i2.53
Bernstein S (2011) Aquaponic gardening: a step-by-step guide to raising vegetables and fish together. New Society Publishers, Gabriola Island
Conijn JG, Bindraban PS, Schröder JJ, Jongschaap REE (2018) Can our global food system meet food demand within planetary boundaries? Agric Ecosyst Environ 251:244–256. https://doi.org/ 10.1016/J.AGEE.2017.06.001
Ehrlich PR, Harte J (2015) Opinion: to feed the world in 2050 will require a global revolution. Proc Natl Acad Sci U S A 112:14743–14744. https://doi.org/10.1073/pnas.1519841112
Emerenciano M, Carneiro P, Lapa M, Lapa K, Delaide B, Goddek S (2017) Mineralizacão de sólidos. Aquac Bras:21–26
Goddek S (2017) Opportunities and challenges of multi-loop aquaponic systems. Wageningen University, Wageningen. https://doi.org/10.18174/412236
Goddek S, Keesman KJ (2018) The necessity of desalination technology for designing and sizing multi-loop aquaponics systems. Desalination 428:76–85. https://doi.org/10.1016/j.desal.2017. 11.024
Goddek S, Körner O (2019) A fully integrated simulation model of multi-loop aquaponics: a case study for system sizing in different environments. Agric Syst 171:143–154. https://doi.org/10. 1016/j.agsy.2019.01.010
Kotzen B, Appelbaum S (2010) An investigation of aquaponics using brackish water resources in the Negev desert. J Appl Aquac 22:297–320. https://doi.org/10.1080/10454438.2010.527571
Manelli A (2016) New paradigms for a sustainable Well-being. Agric Agric Sci Procedia 8:617–627. https://doi.org/10.1016/J.AASPRO.2016.02.084
Monsees H, Keitel J, Kloas W, Wuertz S (2015) Potential reuse of aquacultural waste for nutrient solutions in aquaponics. In: Proc of Aquaculture Europe. Rotterdam, The Netherlands
Steffen W, Richardson K, Rockström J, Cornell SE, Fetzer I, Bennett EM, Biggs R, Carpenter SR, de Vries W, de Wit CA, Folke C, Gerten D, Heinke J, Mace GM, Persson LM, Ramanathan V, Reyers B, Sörlin S (2015) Planetary boundaries: guiding human development on a changing planet. Science 347(80):736
Studien
Glyphosat-Studie des Bundes
https://www.bund.net/fileadmin/user_upload_bund/publikationen/umweltgifte/glyphosat_urin_hintergrund.pdf
Marktstudien
Data Bridge Market Research
https://www.databridgemarketresearch.com/reports/global-aquaponics-market
Aquaponik-Marktanteilstrends 2022 Globale Wachstumsherausforderungen, Chancen und regionale Segmentierungsprognose bis 2024:
https://badenwurttembergzeitung.com/2022/04/03/aquaponik-marktanteilstrends-2022-globale-wachstumsherausforderungen-chancen-und-regionale-segmentierungsprognose-bis-2024/
Dr. Olaf Zinke, agrarheute vom 24.06.2021
https://www.agrarheute.com/markt/duengemittel/duengerpreise-steigen-extrem-hoch-kommt-noch-schlimmer-582641
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