In Zusammenarbeit mit: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
12.11.2021

Das Prinzip Aquaponik – klar definiert  

Aquakultur Ernährungssicherheit Fischerei Nachhaltigkeit Urban Farming
In einer Aquaponikanlage wachsen die Pflanzen nicht in Erde, sondern auf Mineralwolle. Alle Nährstoffe und Wasser holen sie sich aus dem aufbereiteten Fischabwasser. Das Foto zeigt einen Versuchsaufbau. © David Ausserhofer
In einer Aquaponikanlage wachsen die Pflanzen nicht in Erde, sondern auf Mineralwolle. Alle Nährstoffe und Wasser holen sie sich aus dem aufbereiteten Fischabwasser. Das Foto zeigt einen Versuchsaufbau. © David Ausserhofer

Text: NADJA NEUMANN

Sie ist eines der großen Themen der nachhaltigen Lebensmittelproduktion: Aquaponik – die Kombination aus Fischzucht in Aquakultur und Pflanzenzucht in Hydroponik. Was Konsumenten überzeugt, ist der ressourcenschonende Ansatz, der Wasser, Energie und künstlichen Dünger spart. So die Theorie; tatsächlich ist nicht jede Aquaponikanlage effizient. Fehlende oder schwammige Definitionen und Standards erschweren eine gute Planung und Evaluierung von Anlagen. Forschende unter Leitung des IGB haben nun die Definitionen festgezurrt und ein Berechnungsmodell für den Ressourceneinsatz erstellt. Sie plädieren dafür, dass die Kopplung der internen Ströme, beispielsweise von Wasser, Nährstoffen und Energie evaluiert werden muss. Denn der Kreislaufgedanke macht letztendlich die Nachhaltigkeit der Aquaponik aus.

Die Kopplung von Fisch- und Pflanzenzucht ist nicht neu. In Südchina züchten Bauern seit rund 1200 Jahren Fische in ihren Reisfeldern – früher wie heute nach dem Prinzip, mit den Nährstoffen aus den Fischausscheidungen die Pflanzen zu düngen und das Wasser für beide zu verwenden. In den letzten 20 Jahren wurde die kombinierte Fisch- und Gemüsezucht unter dem Begriff Aquaponik wegen ihres ressourcenschonenden Kreislaufprinzips weltweit populär. Auch das Forschungsteam von Professor Werner Kloas vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) hat eine Aquaponikanlage, den „Tomatenfisch“, entwickelt.

Aquaponik und trans-Aquaponik: Tomatenfisch ist nicht gleich Reiskarpfen

Die IGB-Forschenden haben nun in der Fachzeitschrift Reviews in Aquaculture einen Artikel über das Prinzip Aquaponik veröffentlicht, in dem sie die Kopplung der Systeme genau definieren. „Die Aquaponik hat großes Potenzial für eine umweltfreundliche Produktion von Lebensmitteln. Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen bei der Umsetzung. Nur wenn Fisch- und Gemüsezucht effizient kombiniert werden, ist das System auch nachhaltig. Dieses Rahmenkonzept soll helfen, Systeme weiterzuentwickeln und auf den Prüfstand zu stellen“, erläutert Werner Kloas.

So grenzen die Autorinnen und Autoren den Begriff „Aquaponik“ von „trans-Aquaponik“ ab. Aquaponik ist demnach die ausschließliche Kombination von Fischzucht in Kreislaufanlagen – also in Becken, in denen das Wasser über Filteranlagen aufbereitet wird – und Pflanzenzucht in Hydroponik. Hydroponik ist der erdlose Anbau von Pflanzen, indem die Wurzeln einer Pflanze in einer Nährlösung wachsen, einem Gemisch aus Wasser und darin gelösten Nährstoffen. Dieses Prinzip wird beispielsweise bei der Aquaponikanlage des IGB angewendet.

Trans-Aquaponik erweitert den Begriff auf Fisch- und Pflanzenzucht mittels anderer Methoden. „Ein Beispiel für trans-Aquaponik wären die Karpfenzuchten auf Reisfeldern in China“, erläutert IGB-Forscher Gösta Baganz, der Erstautor der Studie.

Der Kreislaufgedanke als Kernstück

Die Forschenden führen auch ein neues Maß für den Wasserverbrauch ein: The facility product water use als die Menge an Wasservolumen, die eine Anlage pro Jahr benötigt, um ein Kilogramm an Frischprodukten zu erzeugen. Denn die Wasserersparnis kann der große Vorteil einer Aquaponikanlage sein, wird aber nicht zwingend konsequent umgesetzt. Mit der neuen Kenngröße kann dieser Aspekt nun objektiv bewertet werden.

Um alle Flüsse von Nährstoffen, Wasser und Energie zu quantifizieren, haben die Forschenden zudem ein Berechnungsmodell entwickelt. Auch die Bildung von Kohlenstoffdioxid-Emissionen sowie Abfall und Abwasser lassen sich mit dem Modell ermitteln. „Es geht uns auch darum, die Transparenz für die Konsumenten zu erhöhen. Schließlich entscheiden sich viele bewusst für den höheren Preis der Aquaponik-Produkte, weil sie davon ausgehen, dass diese umweltfreundlich produziert worden sind. Der erste Schritt für ein objektives Bewertungsverfahren ist nun gemacht“, fasst Gösta Baganz zusammen.

Weiterführende Informationen

Originalpublikation (Open Access in Reviews in Aquaculture lesen):

Gösta F. M. Baganz, Ranka Junge, Maria C. Portella, Simon Goddek, Karel J. Keesman, Daniela Baganz, Georg Staaks, Christopher Shaw, Frank Lohrberg, Werner Kloas (2021): The aquaponic principle—It is all about coupling.  Reviews in Aquaculture, Volume 13, Issue 4, September 2021. https://doi.org/10.1111/raq.12596.

Projekte:

INAPRO – Innovative Aquaponik für professionelle Anwendungen
Innovatives modell- und demonstrationsbasiertes Wassermanagement für ressourceneffiziente integrierte multitrophische Systeme der Gemüseproduktion und Aquakultur.

CITYFOOD
Die urbane Ernährung ist eine globale Herausforderung, die auch den Food-Water-Energy Nexus beeinflusst. CITYFOOD entwickelt innovative Lösungen zur Integration multitropher Systeme der Gemüseproduktion und Aquakultur (IAAC Systeme) in größerem Umfang in den städtischen Raum und liefert hierdurch einen Beitrag zur Bewältigung der gewaltigen ökologischen Herausforderungen der Zukunft.

Erschien zuerst im: Newsroom des IGB
Institution: Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Ansprechpartner/in: Gösta Baganz & Werner Kloas

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