Was haben Forellen und Kopfsalat gemeinsam? Oder Barsch und Basilikum? Auf den ersten Blick nicht viel. Beim Prinzip der Aquaponik wird jedoch genau das kombiniert: Fischzucht und Gemüseanbau in einem Kreislaufsystem. Der Begriff setzt sich zusammen aus Aquakultur und Hydroponik. In einer Aquaponikanlage wachsen die Pflanzen ohne Erde, die Wurzeln hängen in nährstoff-angereichertem Wasser. Dabei wird das notwendige Wasser doppelt genutzt, erst für die Fischzucht und dann für die Nutzpflanzen.

Moderne Aquaponik-Anlagen funktionieren dabei als Kreislauf: Durch die Exkremente der Fische reichert sich das Wasser mit der Zeit mit Stickstoffverbindungen an, wie z.B. Nitrat. Dieses Wasser sei für Pflanzen sehr nährstoffreich, es wird also aus der Fischzucht entnommen und für Gemüseanbau verwendet. Diese Form der Produktion soll Ressourcen wie Wasser, Energie und Dünger sparen. So weit, so theoretisch. In der Praxis ist jedoch nicht jede Aquaponikanlage effizient.

Neu ist das Prinzip der Aquaponik übrigens nicht. In Südostasien züchteten Bauern schon vor über tausend 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.

Wie effizient?

Nach Angaben des Leibniz-Instituts für Gewässerschutz und Binnenfischerei (IGB) erschweren fehlende oder schwammige Definitionen und Standards eine gute Planung und Evaluierung von Aquaponikanlagen. Forscher unter Leitung des IGB haben daher ein Berechnungsmodell für den Ressourceneinsatz erstellt. Sie plädieren dafür, dass die Kopplung der internen Ströme, beispielsweise von Wasser, Nährstoffen und Energie evaluiert werden müsse. Denn der Kreislaufgedanke mache letztendlich die Nachhaltigkeit der Aquaponik aus.

Denn der Kreislaufgedanke mache letztendlich die Nachhaltigkeit der Aquaponik aus. - Auszug

Laut Angaben der Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE) nutzen moderne Aquaponikanlagen ein gemeinsames Heizsystem sowohl für die Fisch- als auch für die Pflanzenzucht. So werden Wärmeverluste verringert und Energie effizienter genutzt. Die Nutzung von Energiequellen wie Sonne oder Biogas sei ebenfalls empfehlenswert.

Fische seien darüber hinaus gute Futterverwerter und deshalb ein nachhaltiger Lieferant von tierischem Eiweiß. Ein Kilogramm Fisch könne in Aquaponik-Farmsystemen mit ähnlichen Futterquotienten wie bei separaten Aquakulturkreislaufsystemen produziert werden: Ein Kilogramm Futter ergebe etwa ein Kilogramm Fisch.

In der Praxis: Tomate und Fisch

Das IGB zählt zu den Vorreitern der Aquaponik in Deutschland. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanzierten Forschungsprojekt „Tomatenfisch“ haben Wissenschaftler dort eine Pilotanlage entwickelt, in der sie Buntbarsche und Tomaten gemeinsam aufziehen.

Ein patentiertes System reguliere die Flüssigkeitsströme zwischen den beiden Teilbereichen Aqua- und Hydroponik. So lassen sich jeweils unabhängig die idealen Wachstumsbedingungen für Fisch und Pflanze herstellen. Die eingesetzten Ressourcen wie Nährstoffe, Wasser, Wärme und Strom werden dabei doppelt genutzt. Die Tomaten nutzen das nährstoffreiche Abwasser aus den Fischtanks sowie das Kohlendioxid (CO2), das die Fische ausatmen, zum Wachsen. Kühlfallen fangen den Wasserdampf auf, der von den Pflanzen an die Luft abgegeben wird. Bei Bedarf wird dieses saubere Wasser dem Aquakultur-Kreislauf zugeführt. Ein Teil der Betriebsenergie werde vor Ort über eine Fotovoltaikanlage generiert.

Das Tomatenfisch-Projekt ist nur eines von zahlreichen verschiedenen Aquaponik-Systemen. Viele dieser Konzepte seien jedoch noch nicht vollständig ausgereift. Um eine vielfältige und profitable Lebensmittelproduktion zu erzielen, experimentieren Forscher mit Mehrkreislaufsystemen und unterschiedlichen Formen der Kopplung bzw. Entkopplung der Einheiten.