Aquaponics kan een alternatief zijn om te zorgen voor voeding in stedelijke gebieden. We nemen de symbiose van vissen en planten voor je onder de loep.
Aquaponics is een combinatie van AQUAculture en HydroPONICS. Aquacultuur verwijst naar het gecontroleerd kweken van waterleven - vooral vissen - bijvoorbeeld in vijvers of bassins. Deze vorm van visserij is van groot belang, vooral vanwege de kritische overbevissing van de wereldzeeën. Hydrocultuur is een bijzondere kweekmethode van planten. Ze worden niet gebruikt in organische substraten gemaakt van turf of op basis van compost. In hydrocultuur worden anorganische materialen zoals steenwol of geëxpandeerde klei gebruikt voor het kweken, of de planten kunnen direct in water worden geworteld. In aquaponics worden de twee onafhankelijke productieprocessen van vissen en planten gecombineerd.
Een symbiose waar alleen winnaars zijn
Waarom kan de productie van vis worden gecombineerd met die van planten (voornamelijk groenten)? Het antwoord is eigenlijk heel simpel: omdat beide organismen water nodig hebben om te leven. Maar bij aquaponics zijn vissen en planten niet alleen afhankelijk van water - de twee partners kunnen ook niet zonder elkaar. De werking van aquaponics is even simpel als geniaal: de vissen vervuilen het water met hun uitwerpselen. Dit vereist waterbehandeling om de waterkwaliteit te behouden. Dit houdt de vis op zijn beurt in leven. Een aquaponic systeem kan in principe met elke vissoort worden gebruikt. Vooral cichlidensoorten zijn echter erg populair omdat ze een hoge groeisnelheid en een gunstig voerquotiënt hebben. De stikstofverbinding ammoniak (NH3), die via visuitwerpselen maar ook deels via voedselresten in het water kan worden gebracht, is schadelijk voor de vissen, maar heeft tegelijkertijd de potentie te gebruiken als meststof om de planten te laten functioneren. Ammoniak is echter nog niet direct beschikbaar voor planten. Zogenaamde nitrificerende bacteriën, die zich op speciale filtermedia nestelen, zorgen ervoor dat de ammoniak wordt omgezet in nitraat (NO3) - éénStikstofverbinding die nu door de planten kan worden opgenomen. Met behulp van de belangrijke nitrificerende bacteriën zorgen de planten voor de zuivering van het water door hun stikstofopname en zorgen zo voor een leefgebied waarin de vissen kunnen overleven. Dus terwijl de planten kunstmest krijgen van de vissen, reinigen de planten het water voor de vissen met de stikstofopname. De symbiose tussen vis en plant zorgt voor een win-win situatie voor alle betrokkenen.
Aquaponics: de technische structuur
De aquaponics-technologie, waarvan het basissysteem al bekend en onderzocht was in de voormalige DDR, werkt in een bloedsomloop. Het water wordt naar de planten gepompt en van daaruit stroomt het terug naar het aquarium. Een filterapparaat moet ofwel geïntegreerd in deze cyclus ofwel parallel worden aangesloten. Hier vindt de essentiële nitrificatie van de stikstofverbindingen door bacteriën plaats. Dit filterapparaat is als het ware het hart van elk aquaponic systeem. Daarom moet dit met grote zorgvuldigheid worden gepland. De grootte van het filter is uiteraard te berekenen aan de hand van de bezettingsdichtheid en de hoeveelheid voer. De grootte van de plantbedden moet ook worden bepaald afhankelijk van de bezettingsdichtheid en de individuele voedingsbehoeften van de gekweekte plantensoorten. De hier getoonde vorm van aquaponics, waarbij vissen en planten direct met elkaar verbonden zijn via een waterkringloop, heeft één groot nadeel: het is niet mogelijk om tegelijkertijd de specifieke optimale pH-waarden voor vissen en planten in te stellen. Daarnaast worden de planten alleen in voldoende hoeveelheden van stikstof voorzien. Een aanvullende toediening van andere voedingsstoffen is niet mogelijk vanwege de overmatige stress van de vissen. De oplossing is een tweerichtingscyclus, waarbij er een aparte watercyclus is voor de planten, die altijd wordt gevoed met water uit de viscyclus. Aanvullende bemesting van de planten is mogelijk dankzij de twee gescheiden circuits.
Er zijn verschillende manieren om planten te kweken in een hydrocultuursysteem, zoals aquaponics. Een mogelijkheid is om met grind of geëxpandeerde klei grote bedden te maken, zogenaamde “groeibedden”. De planten wortelen in dit anorganische substraat, dat periodiek wordt overspoeld met water uit het aquarium.
De teelt van groenten met behulp van de "Nurtient Film Technique" (kortweg NFT) is een andere optie in aquaponics. Hier bevinden de planten zich in buissystemen met een lage gradiënt waardoor een gestage stroom aquariumwater stroomt en de planten voedt voordat ze worden teruggebracht naar het aquarium. Een andere teeltmethode is de "Deep Water Culture". Het water wordt door de vissen in een ander 15 tot 30 cm ondiep bassin gepompt. In dit zwembad liggen piepschuimplaten met gaten op het wateroppervlak. De planten worden op het piepschuim geplaatst en hun wortels komen via het ingebedde gat in contact met het water. De planten wortelen direct in het water. Er moet worden gezorgd voor een extra toevoer van zuurstof naar de onderwaterwortels, zodat de wortels niet afsterven.
Aquaponics: een systeem voor de toekomst?
Niet alleen onderzoeksinstellingen zoals het Leibniz Institute for Freshwater Ecology and Inland Fisheries (IGB) in Berlijn houden zich intensief bezig met het onderwerp aquaponics. In de tussentijd heeft zich een enorme competente fanbase verspreid op internet, die een levendige uitwisseling in forums voert over de zelfconstructie en werking van aquaponic-systemen voor thuis. In de context van het milieudebat kan de symbiose van vissen en planten bogen op positieve eigenschappen in vergelijking met conventionele groenteteelt: aanzienlijke waterbesparing, besparingen in minerale meststoffen en de resulterende verlichting van ons bouwland zijn enkele van de positieve effecten van een aquaponic-systeem . Dit teeltsysteem is ideaal voor regionale voedselvoorziening in stedelijke gebieden, omdat de restwarmte van technische apparatuur in andere gebouwen kan worden gebruikt om de kas en het aquariumwater afhankelijk van de situatie te verwarmen in een synergie-effect. De eerste commerciële systemen van enkele honderden vierkante meters zijn al opgesteld in stedelijke gebieden op oude fabrieksterreinen of op platte daken. De complexe technologie van een commerciële aquaponic-faciliteit leidt echter tot hoge investeringskosten, waardoor de producten in prijs niet concurreren met vis en groenten uit de conventionele productie. In het kader van voortschrijdende verstedelijking biedt aquaponics echter een consumentgerichte optie voor de productie van vers voedsel met korte transportroutes. Desalniettemin, zelfs in stedelijke, dichtbevolkte gebieden, aquaponicsalleen geclassificeerd als een aanvulling op de conventionele productie van groenten en vis. Op dit moment kan deze technologie niet concurreren, vooral vanwege de enorme investeringskosten. Maar toch: Aquaponics is een mooi en innovatief alternatief voor het schoonmaken van je tuinvijver thuis, wat ook nog eens verse groenten oplevert.
Een andere innovatieve manier om groenten te verbouwen is met verticale tuinen. Dit ruimtebesparende alternatief is vooral populair in stadslandbouw.