{"id":227457,"date":"2020-07-14T11:00:00","date_gmt":"2020-07-14T09:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=227457"},"modified":"2020-07-14T11:00:00","modified_gmt":"2020-07-14T09:00:00","slug":"aquaponik-koennte-die-ernaehrung-im-klimawandel-sichern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/aquaponik-koennte-die-ernaehrung-im-klimawandel-sichern\/","title":{"rendered":"Aquaponik k\u00f6nnte die Ern\u00e4hrung im Klimawandel sichern"},"content":{"rendered":"<p>Aquaponik wird als Zukunftstechnologie in der Ern\u00e4hrung gehandelt. Sie erm\u00f6glicht die Zucht von Fisch und Pflanzen in der kontrollierten Umgebung des Gew\u00e4chshauses. Das verspricht Nahrungssicherheit, in einer Zeit, in welcher der Klimawandel die Ernten gef\u00e4hrdet. Auf den B\u00f6den f\u00fchrt die extreme Witterung zu Ernteausf\u00e4llen und im Wasser bedrohen Fressfeinde und steigende Temperaturen die Fischpopulation.<\/p>\n<p>Um Aquaponik im Lebensmittelmarkt zu etablieren, br\u00e4uchte es allerdings hektargro\u00dfe Anlagen \u2013 und noch mehr Automatisierung, wei\u00df Professor <a href=\"https:\/\/www.igb-berlin.de\/profile\/werner-kloas\">Werner Kloas<\/a> von der Abteilung <a href=\"https:\/\/www.igb-berlin.de\/abt-5-oekophysiologie-und-aquakultur\"><em>\u00d6kophysiologie und Aquakultur<\/em><\/a> am <a href=\"https:\/\/www.igb-berlin.de\/\"><em>IGB Leibniz<\/em><\/a> in Berlin. Er und sein Team haben im Projekt <em><a href=\"https:\/\/www.igb-berlin.de\/projekt\/inapro-innovative-aquaponik-fuer-professionelle-anwendungen\">INAPRO<\/a><\/em> die Machbarkeit der Aquaponik in gro\u00dfem Ma\u00dfstab demonstriert. Sie modellierten, bauten und evaluierten Anlagen auf einer Fl\u00e4che von 500 Quadratmetern in den L\u00e4ndern Deutschland, Spanien, Belgien und China.<\/p>\n<h3>Urban<\/h3>\n<p>In einer Gr\u00f6\u00dfenordnung von hunderten Quadratmetern eignet sich Aquaponik f\u00fcr die urbane Nahrungsmittelproduktion. Dabei entfallen die CO2-Emissionen, die der Transport verursachen w\u00fcrde. Ein Beispiel daf\u00fcr ist die <a href=\"https:\/\/duurzamekost.nl\/\"><em>City Farm<\/em><\/a> in Eindhoven, die im f\u00fcnften Stock eines verlassenen B\u00fcrogeb\u00e4udes j\u00e4hrlich 22.000 Kilogramm Gem\u00fcse und 2000 Kilogramm Fisch produziert. Alle Kunden befinden sich in einem Umkreis von einem Kilometer.<\/p>\n<p>Anlagen dieser Gr\u00f6\u00dfenordnung funktionieren wegen der Direktvermarktung \u2013 und wegen dem Hype. Wirtschaftlich sind sie noch nicht, erkl\u00e4rt Kloas. \u201eDie bestehenden Anlagen im Bereich von einigen Hundert bis ein paar Tausend Quadratmetern rechnen sich nur, weil die Konsumenten bereit sind f\u00fcr Produkte aus der Aquaponik sehr viel zu bezahlen. Aber sobald gr\u00f6\u00dfere Anlagen richtig produzieren, d\u00fcrfte das hinf\u00e4llig sein\u201c, so der Professor. Richtig gro\u00dfe Aquaponik-Anlagen seien allerdings erst in Planung.<\/p>\n<h3>Biologisch<\/h3>\n<p>Die Aquaponik verbindet Aquakultur und Hydroponik, die sich einen Wasserkreislauf teilen. Das f\u00fchrt zu einem geringen Wasserverbrauch und dem vollst\u00e4ndigen Verzicht auf Chemikalien. Die Technologie simuliert die Biologie eines Teichs und Chemie w\u00fcrde das nat\u00fcrliche Gleichgewicht st\u00f6ren. In ihrem nat\u00fcrlichen Lebensraum leben Fische und Pflanzen in einer Synergie: Die Fische produzieren mit ihren Ausscheidungen hochwertigen biologischen D\u00fcnger f\u00fcr die Pflanzen. Im Gegenzug filtern die Pflanzen das Wasser und gew\u00e4hrleisten hohe Wasserqualit\u00e4t f\u00fcr die Fische.<\/p>\n<p>In klassischen Einkreislaufsystemen flie\u00dft das Wasser von den Fischen zu den Pflanzen und wieder zur\u00fcck zu den Fischen. Dabei wird das Wasser mittels Filter von den Feststoffen aus dem Fischkot befreit. Ammonium, das Stoffwechselprodukt der Fische, ist f\u00fcr die Fische selbst giftig und wird von Bakterien in Nitrat umgewandelt.<\/p>\n<h3>Zweikreislaufsystem<\/h3>\n<p>Kloas: \u201eMit dem Einkreislaufsystem in der klassischen Aquaponik, k\u00f6nnen f\u00fcr Fisch und Pflanze nicht gleichzeitig optimale Bedingungen herrschen, da Fische und die Bakterien, die Ammonium in Nitrat verwandeln, einen pH-Wert von sieben ben\u00f6tigen. Die Pflanzen ben\u00f6tigen hingegen einen eher sauren pH-Wert von sechs. Zus\u00e4tzlich fehlen Mikro- und Makron\u00e4hrstoffe f\u00fcr die Pflanzen. Dadurch findet keine vollst\u00e4ndige Nitrifizierung statt und weder Fisch noch Pflanze k\u00f6nnen richtig gedeihen.\u201c Deshalb haben Kloas und sein Team den Aquakultur- und Hydroponik-Kreislauf durch ein Einwegventil verbunden. Das erm\u00f6glicht es, im Fisch- und im Pflanzenbereich jeweils optimale Bedingungen zu gestalten.<\/p>\n<figure id=\"attachment_227463\" aria-describedby=\"caption-attachment-227463\" style=\"width: 678px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-227463 size-medium\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Bild1_0-1-678x381.png\" alt=\"Aquaponik, Fische, Pflanzen, Ern\u00e4hrung\" width=\"678\" height=\"381\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-227463\" class=\"wp-caption-text\">Aquaponik (c) Werner Kloas<\/figcaption><\/figure>\n<p style=\"text-align: center;\"><em>Foto: Das Prinzip des Zweikreislaufsystems auf einer Serviette<\/em><\/p>\n<p>Durch die Nutzung des Kondensationswassers, gelang es ihnen zus\u00e4tzlich den Frischwasserverbrauch zu verringern. Es handelt sich dabei um das \u00fcbersch\u00fcssige Wasser, das die Pflanzen \u00fcber die Bl\u00e4tter an die Luft abgeben. Dieses wird von der Klimatisierung wieder rekondensiert und der Aquakultur zugef\u00fchrt.<\/p>\n<blockquote><p>\u201eIn der Praxis lassen sich so bis zu 90 Prozent des genutzten Wassers wieder gewinnen, was zu einem fast geschlossenen Wasserkreislauf f\u00fchrt. In Mitteleuropa lie\u00dfe sich durch das Sammeln von Regenwasser theoretisch die ganze einzusetzende Wassermenge autark in einem solchen System generieren.\u201c Werner Kloas<\/p><\/blockquote>\n<h3>Umweltbedingungen<\/h3>\n<p>Im Projekt <a href=\"https:\/\/www.igb-berlin.de\/gewaechshaus-astaf-pro\"><em>ASTAFA-PRO<\/em><\/a> wurden \u00fcbrigens Tomaten mit <em>Tilapia<\/em> (Buntbarsch) gez\u00fcchtet \u2013 zwei Lebewesen mit \u00e4hnlichen Anspr\u00fcchen an die Umweltbedingungen \u2013 wie zum Beispiel eine Umgebungstemperatur von 27 Grad Celsius. Die Tomate ist eine recht wassersparende Pflanze, hat aber sehr hohe Anspr\u00fcche an N\u00e4hrstoffe. Kloas: \u201eWer Tomate erfolgreich in der Aquaponik anbauen kann, kann jede andere Pflanzenart, die in Hydroponik gedeiht, ebenso\u00a0 etablieren. Zudem sind Tomaten beliebte Fr\u00fcchte, die wir in Europa in relativ gro\u00dfen Mengen zu uns nehmen.<\/p>\n<p>Es gibt zwar eine Auswahl an Fischsorten, die sich f\u00fcr Aquaponik eignen, allerdings unterscheiden sich diese in ihren Anforderungen an Wassertemperatur, Sauerstoffgehalt und Wasserqualit\u00e4t. Da Heizen energetisch circa f\u00fcnfmal g\u00fcnstiger ist als K\u00fchlen, w\u00e4hlten die Forschenden am <em>IGB Leibniz<\/em> eine robuste Warmwasserfischart, die bereits sehr gut in der Aquakultur etabliert ist.<\/p>\n<h3>Herausforderungen<\/h3>\n<p>State-of-the-art Aquaponik Anlagen sind computerbasiert und werden mit smarter Software und Sensoren gesteuert. Um die Produktion im Bereich von mehreren Hektar zu realisieren, gelte es noch ein paar technische Probleme zu l\u00f6sen. Die Herausforderungen seien im Bereich der Sensorik zu sehen. Sensoren werden f\u00fcr die Messung und das Management der Inhaltsstoffe eingesetzt. Kloas: \u201eF\u00fcr viele Parameter gibt es schon praxistaugliche Sensoren \u2013 wie etwa Temperatur, Sauerstoffgehalt und Leitf\u00e4higkeit. Sensoren f\u00fcr andere Parameter, wie Ammonium, Nitrit und Nitrat sowie die zahlreichen Ionen der Salze sind zwar auch schon verf\u00fcgbar, aber es gibt noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf f\u00fcr den Routineeinsatz in der Praxis.\u201c<\/p>\n<p>Dar\u00fcberhinaus gelte es mehr Automatisierung bei der Abstimmung von Fisch- und Pflanzenbereich einzuf\u00fchren. Weitere Probleme gelten f\u00fcr Hydroponik und Aquakultur genauso. So m\u00fcsse auch noch in den Bereichen nachhaltiges Fischfutter, Tierwohl und Fortifikation (Optimierung) der Inhaltsstoffe bei Pflanzen geforscht werden.<\/p>\n<h3>Zero waste<\/h3>\n<p>Die Forschung zu nachhaltigem Fischfutter ist Teil des aktuellen Forschungsprojekts <a href=\"https:\/\/www.cubescircle.de\/de\/beschreibung\"><em>CUBESCircle<\/em><\/a>, das vom deutschen <a href=\"https:\/\/www.bmbf.de\/\"><em>Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung<\/em><\/a> und dem <a href=\"https:\/\/www.ptj.de\/\"><em>Projekttr\u00e4ger J\u00fclich<\/em><\/a> gef\u00f6rdert wird. Dabei werden zus\u00e4tzlich zur Aquaponik noch Insekten in den Kreislauf integriert. Diese werden mit den Reststoffen aus der Pflanzenernte gef\u00fcttert und gehen sp\u00e4ter selbst ins Fischfutter ein. Kloas spricht von einer konsequenten Fortf\u00fchrung des <em>zero waste<\/em> Gedankens, weil so m\u00f6glichst alle Abfallstoffe als Wertstoffe weitergereicht werden k\u00f6nnen.<\/p>\n<p>Der Titel <em>CUBESCircle<\/em> steht f\u00fcr miteinander verbundene, kommunizierende und standardisierte Produktionsmodule. Diese sind mobil und stapelbar und k\u00f6nnen einfach an die sich schnell wandelnde urbane Umgebung angepasst werden. Pflanzen, Fischen und Insekten ist jeweils ein eigener <em>Cube<\/em> gewidmet.<\/p>\n<figure id=\"attachment_227464\" aria-describedby=\"caption-attachment-227464\" style=\"width: 678px\" class=\"wp-caption aligncenter\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"wp-image-227464 size-medium\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2020\/06\/Bildschirmfoto-2020-06-24-um-14.53.46-1-678x425.png\" alt=\"Aquaponik, Pflanzen, Fische, Ern\u00e4hrung\" width=\"678\" height=\"425\" \/><figcaption id=\"caption-attachment-227464\" class=\"wp-caption-text\"><em>Foto: Die Stofffl\u00fcsse im CubesCircle (c) CubesCircle<\/em><\/figcaption><\/figure>\n<h3>Eiwei\u00df<\/h3>\n<p>Insekten sind eine der vielversprechendsten M\u00f6glichkeiten, hochwertiges Eiwei\u00df nachhaltig zu gewinnen. Die proteinreichen Larven der Soldatenfliege eignen sich als Futtermittel f\u00fcr die Fischzucht \u2013 aber auch f\u00fcr die menschliche Ern\u00e4hrung. Da Insektenfabriken noch relativ neu sind, m\u00fcssen Produktionssysteme und automatisierte Verarbeitungssysteme neu entwickelt werden. Angestrebt wird eine schnelle Bereitstellung von hochwertigem Protein durch verk\u00fcrzte Entwicklungszeiten. Untersucht wird, inwieweit sich Biomasse der <em>plant cubes<\/em> und <em>fish cubes<\/em> in den Produktionszyklus integrieren l\u00e4sst und welche Biomasse aus dem <em>insect cube<\/em> weitergereicht werden kann.<\/p>\n<p><strong>Auch interessant:<\/strong><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/vertical-farming-koennte-die-gemueseproduktion-in-die-urbanen-zentren-holen\/\">Vertical Farming k\u00f6nnte die Gem\u00fcseproduktion in die urbanen Zentren holen<\/a><\/p>\n<p class=\"entry-title\"><a href=\"https:\/\/innovationorigins.com\/de\/start-up-of-the-day-livin-farms-arbeitet-an-der-industriellen-zucht-von-mehlwuermern\/\">Livin Farms arbeitet an der industriellen Zucht von Mehlw\u00fcrmern<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Aquaponik wird als Zukunftstechnologie in der Ern\u00e4hrung gehandelt. Sie erm\u00f6glicht die Zucht von Fisch und Pflanzen in der kontrollierten Umgebung des Gew\u00e4chshauses. 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