Interview zum Weltwassertag

Aquaponik: Nachhaltige Landwirtschaft auf Wasserbasis

Am 22. März 2019 ist Weltwassertag. Aus diesem Anlass haben wir einen Experten vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) im Forschungsverbund Berlin e.V. zu seinem Arbeitsgebiet befragt – der Aquaponik.

Wasser ist nicht nur Grundlage des Lebens, sondern macht auch Spaß. © IGB

Binnengewässer bedecken nur etwa ein Prozent der Erdoberfläche, gehören aber zu den wichtigsten Ressourcen für die Produktion von Trinkwasser und Nahrung. Sie sind Hotspots der Artenvielfalt und wichtige Transportwege. Am IGB erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, wie Gewässer im Zeitalter des Anthropozäns nachhaltig genutzt werden können. Professor Dr. Werner Kloas leitet die Arbeitsgruppe Aquaponik / Ökophysiologie. Ihn haben wir zu seiner Forschung befragt.

LABO: Herr Professor Kloas, was versteht man unter "Aquaponik"?

Im Gewächshaus des IGB: Prof. Dr. Werner Kloas © IGB

Kloas: "Aquaponik" ist ein Kofferwort und beinhaltet die beiden Begriffe "Aquakultur" und "Hydroponik". Im engeren Sinne versteht man darunter die Kombination von Aquakultur mit tierischen Organismen wie Fischen oder Shrimps und dem erdlosen Anbau von Pflanzen, wobei das gemeinsam verbindende Element das Wasser ist. In der einfachsten Form der konventionellen Aquaponik, bei der Fische und Pflanzen in einem Kreislauf gehalten werden, dienen die Ausscheidungsprodukte der Fische als Dünger für die Pflanzen. Solche Einkreislaufsysteme sind jedoch im Vergleich zu separaten Aquakultur- bzw. Hydroponik-Systemen zwar nachhaltig, aber von der Produktivität deutlich geringer, da weder für die Fische noch für die Pflanzen jeweils optimale Parameter wie pH-Wert, Ammonium-, Nitrat- und Ionen-Konzentrationen vorhanden sind.

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Diese Problematik konnte durch das am IGB entwickelte Aquaponik-System mit entkoppelten Kreisläufen oder auch Zweikreislauf-System gelöst werden. Hierbei werden ein geschlossener Aquakultur-Kreislauf durch ein Einweg-Ventil mit dem Reservoir des Hydroponik-Teils verbunden. Somit kann der Fischkreislauf optimal für die Fische laufen und das Fischwasser mit den Nährstoffen, von dem ca. 10 % / Tag durch Frischwasser ersetzt werden muss, wird in das Reservoir der Hydroponik geleitet und dort werden der pH-Wert eingestellt und fehlende Mineralien und Nährstoffe wie z. B. Phosphat, Kalium und Calcium hinzugegeben, um die für die entsprechenden Pflanzen optimale Zusammensetzung des Flüssigdüngers zu bewerkstelligen. Hierdurch konnte gezeigt werden, dass die Produktivität für Fische wie für Pflanzen genauso hoch liegt wie bei separaten Systemen und dies dennoch eine besonders nachhaltige Nutzung von Wasser und Nährstoffen darstellt.

Zusätzlich lässt sich bei solch einem System, wenn es in einem Gewächshaus ist, durch Einsatz von Klimatisierung das von den Pflanzen abgegebene Wasser bei Kühlung auffangen und kondensieren, so dass es wieder in den Aquakulturkreislauf eingespeist wird, um so auch den Wasserkreislauf nahezu geschlossen zu gestalten.

LABO: Was genau erforscht Ihre Arbeitsgruppe zur Aquaponik?

Kloas: Unsere Arbeitsgruppe forscht zur Aquaponik an der Etablierung, Verbesserung und Umsetzung von Aquaponik-Systemen, die entkoppelt sind und sich besonders gut auch für die Integration in Niedrigenergie-Gewächshäuser eignen. Weitere Untersuchungsfelder sind, welche Fischarten wie unter Einhaltung des Tierwohls am besten geeignet sind und wie im Aquakultur- wie auch im Pflanzenteil vorhandene Reststoffe weiter verwertet werden können, z. B. als Substrat für das Aufziehen von Insekten (s. hierzu das BMBF-Verbund-Projekt cubescircle), um die Strategie "zero waste" zu verfolgen.

Prinzip der Aquaponik, wie es im EU-Projekt INAPRO in Waren bei den Müritzfischern umgesetzt wurde. © IGB

Weiterhin geht es um das Optimieren alternativer Fischfuttermittel, um Fischmehl und -öl ganz oder großteils zu ersetzen (z. B. durch Insektenmehl). In dem ebenfalls angelaufenen EU-Projekt Cityfood untersuchen wir, wo und in welcher Form sich Aquaponik im urbanen Raum eignet.

LABO: Was braucht es auf technologischer, was auf politischer Ebene, damit wir uns künftig nachhaltig von Fischen und Pflanzen ernähren können?

Kloas: Technologisch ist die Aquaponik prinzipiell in allen Skalierungen bereits einsetzbar, wobei sicher noch weitere Optimierungen im Bereich der Sensorik sowie Steuer- und Regeltechnik hinzukommen. Auf politischer Ebene wäre zumindest in Deutschland wünschenswert, dass die Aquakultur und damit auch die Aquaponik als Landwirtschaft anerkannt wird, was entsprechende Genehmigungsverfahren, die bisher recht kompliziert sind, für den Bau solcher Anlagen erheblich vereinfachen würden.

Die Fragen stellte Dr. Stephanie Konle

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