Wie Plane ich mein Aquaponiksystem am besten?
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Die Planung einer Aquaponikanlage ist der wichtigste Schritt auf dem Weg zu einem funktionierenden Kreislaufsystem. Egal ob im Garten, auf dem Balkon oder im Gewächshaus – wer die Grundlagen versteht, kann gesunde Fische und kräftige Pflanzen mit geringem Aufwand kultivieren.
In diesem Beitrag erfährst du, wie du dein System richtig dimensionierst, welche Komponenten du brauchst und worauf du bei der Planung achten solltest.
Grundprinzip verstehen
Aquaponik kombiniert Fischzucht (Aquakultur) und Pflanzenanbau (Hydroponik) in einem geschlossenen Kreislauf:
· Fische produzieren nach dem Füttern ausscheidungen die durch Bakterien und andere Abbauprozesse zu Dünger werden..
· Pflanzen entziehen dem Wasser die Nährstoffe und reinigen es dabei.
· Das geklärte Wasser fließt zurück ins Fischbecken – und der Kreislauf beginnt von vorn.
Pflanzfläche bestimmen
Als erstes bestimmen wir die Pflanzfläche, Wieviele Quadratmeter stehen mir auf meinem Balkon oder in meinem Garten überhaupt zur verfügung?
Wir gehen in unserem Beispiel von 7m2 die wir für unsere Pflanzen haben aus.
Unterschiedliche Pflanzen brauchen verscheidene Mengen Nährstoffe. Bei uns in der Aquaponik rechnen wir mit Stickstoff und Phosphor. Wieviel von den Verschiedenen Pflanzenkategorien benötigt werden könnt ihr unten herauslesen.
Schwachzehrer
(z. B. Salate, Kräuter, Spinat, Rucola)
· Stickstoff (N): ca. 0,5–1,0 g / m² pro Woche
· Phosphor (P): ca. 0,05–0,1 g / m² pro Woche
Mittelzehrer
(z. B. Kohlrabi, Mangold, Zucchini, Erdbeeren)
· Stickstoff (N): ca. 1,0–2,0 g / m² pro Woche
· Phosphor (P): ca. 0,1–0,2 g / m² pro Woche
Starkzehrer
(z. B. Tomaten, Gurken, Paprika, Auberginen)
· Stickstoff (N): ca. 2,0–3,5 g / m² pro Woche
· Phosphor (P): ca. 0,2–0,4 g / m² pro Woche
Wir teilen unser System in:
· 2m2 Schwachzehrer
· 2m2 Mittelzehrer
· 3m2 Starkzehrer auf.
Daraus schliesst sich folgende Rechnung:
Schwachzehrer:
Stickstoff: 2x 1g/Woche= 2g N/Woche
Phosphor: 2x 0.1g/Woche= 0.2g/Woche
Mittelzehrer:
Stickstoff: 2x 2g/Woche= 4g N/Woche
Phosphor: 2x 0.2g/Woche= 0.4g P/Woche
Starkzehrer:
Stickstoff: 3x 3.5g/Woche= 10.5g N/Woche
Phosphor: 3x 0.4g/Woche= 1.2g P/Woche
Total:
Stickstoff: 16.5g N/Woche
Phosphor: 1.8g P/Woche
Wieviel Futter benötige ich, damit ich diese Werte erreiche?
Nährstofffreisetzung aus Hokovit Tilapia Vegi Futter
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Parameter |
Wert laut Hersteller |
Bedeutung für Aquaponik |
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Rohprotein |
37,5 % |
Hauptquelle für Stickstoff |
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Rohfett |
7,4 % |
Energiequelle – beeinflusst Futterverwertung |
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Rohasche / Phosphor |
8,5 % / 0,8 % |
Quelle für Phosphor |
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Futterverwertung (FCR) |
ca. 1,2:1 (Tilapia typisch) |
1,2 kg Futter → 1 kg Fischwachstum |
Berechnung der Nährstofffreisetzung
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Nährstoff |
Gehalt im Futter |
Anteil im Wasser verfügbar |
Menge pro 100 g Futter |
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Stickstoff (N) |
6 g N / 100 g (aus 37,5 % Protein) |
ca. 40–50 % (Rest im Fisch oder Sediment) |
≈ 2,5–3,0 g pflanzenverfügbarer N |
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Phosphor (P) |
0,8 g P / 100 g |
ca. 50–60 % (Rest im Feststoff) |
≈ 0,4–0,5 g pflanzenverfügbarer P |
Für uns ist der Pflanzenverfügbare Teil der beiden Stoffe interessant.
Wir haben den Stickstoff und Phosphor bedarf den wir oben errechnet haben. Und errechnen uns nun aus beiden die jeweilig benötigte Futtermenge.
Stickstoff:16.5g/Woche / 3g= 550g Tilapia Vegi Futter pro Woche
Phosphor: 1.8g/Woche / 0.5g= 360g Tilapia Vegi pro Woche
Wir haben nun die zwei Ergebnisse, wir nehmen den höheren Futterbedarf von 550g/Woche, den ansteigenden Phosphor Wert kann man mit kleinen Wasser wechseln ausgleichen.
Fischart, Jahreshöchstmenge und Haltungsparameter bestimmen
Welche Fische möchte ich gerne? Zierfische wie Koi oder Goldfische sind genauso möglich wie Karpfen, Tilapia, Wels, und Schleie.
Da entscheidet in erster Linie das Ziel der Fischhaltung, die Erfahrung und ob man Speise-, oder Zierfische möchte. An zweiter Stelle zur Entscheidungsfindung steht die Frage ob man Warm oder Kaltwasserfische halten möchte. Ich empfehle ganz klar kaltwasser Fische, in unseren Breitengraden wird in Warmwassersystemen sehr viel geheizt, was leider zum finanziellen Verhängnis vieler Aquaponikprojekte führte.
Meine bevorzugten Fische sind ganz klar die (Spiegel-)Karpfen, sie haben einen guten zuwachs, sind Robust haben ein schmackhaftes Fleisch und sie Vertragen ein sehr grosses Band an Temperaturen. Schleien wachsen ein wenig langsamer sind aber auch sehr tolle Fische für die Aquaponik.
Wieviel Fisch benötige ich am höhe Punkt der Saison fürs erreichen meiner errechneten Futtermenge, damit die Pflanzen auch den gewünschten Ertrag abwerfen können?
Die Fischmenge Rechnen wir auf Basis der Futtermenge von 550g/ Woche aus.
Die Fische Füttern wir mit mindestens 78g Futter pro Tag. Diese Futtermenge Multiplizieren wir mit der Futterrate von 0.9% damit wir das Fischgewicht erhalten.
Das ergibt uns folgende Rechnung:
78g x 0.009= 8.67KG Fischmasse
Daraus können wir die einzusetzende Fischmenge mit den Folgenden grob berechnen. 1-2 Fische mehr schade dem System nie. Das Wasser aus der Aquaponik kann natürlich auch im Garten zu tränken der Pflanzen verwendet werden.
100 g → 15–17 cm
200 g → 19–22 cm
250 g → 20–23 cm
300 g → 21.5–25 cm
400 g → 23.5–27 cm
500 g → 25.5–29 cm
800 g → 30–34 cm
1,0 kg → 32–37 cm
Fischbecken definieren
Wie gross soll das Fischbecken gebaut werden? Ich bin ein grosser Fan davon den Fischen ein wenig mehr Platz zu bieten. Ich rechne bei Karpfen gerne mit 5-10 KG/m3 für Einsteigersysteme und 10-15KG/m3 für Systeme die von Fortgeschrittenen Aquaponikern Betrieben werden.
Das heisst für uns als Anfänger mit 10KG/m3 würden wir ein Becken mit 870l wählen. Da dies keine Standard grösse ist würden wir ein Becken mit 1000l oder 2 600l Becken wählen.
Durchfluss und Filter-/Technik planen
Als nächstes planen wir die stündliche Wassermenge die wir auf unser System verteilen müssen. Unser Fischbecken sollten wir 1-2 mal pro Stunde umwälzen. Dies ist Grundsätzlcih schnell gerechnet und hier passiert oft der erste Fehler! In einem Chop and Flip System funktioniert diese Rechnung ohne Problem, in einem System mit mehreren Pflanzbecken müssen diese allerdings zusätzlich eingerechnet werden da ansonsten zuviel des für die Fische eingerechneten Wassers auf die Pflanzen gepumpt wird und wir unsere umwälzrate nicht mehr erreichen.
Ich rechne gerne das Volumen von allen zusätzlichen Becken aus und zähle dieses Volumen zur Umwälzrate des Fischbeckens dazu. Wir haben in unserem System 7m2 Pflanzfläche mit einem Wasserstand von ca. 20cm. Dies ergibt uns folgende Volumen:
2 fache Umwälzung des Fischbeckens: 2m3/h
7m2 Pflanzfläche x 0.2m Wasserstand: 1.4m3/h
Dies ergibt uns eine totale benötigte Umwälzung von 3.4 m3/h. Ich würde bei einem solchen System zu der Aquaforte 5000EX mit einer Förderleistung von 5000l/h ohne zu überwindende Pumphöhe erreicht. Falls das System auf verschiedenen höhen aufgebaut wird, was ich nicht empfehle aber teils leider nötig ist, sind die entsprechenden Pumpen Diagramme zu beachten damit bei der Wasserdurchfluss bei der benötigten Höhe gewährleistet ist.
Nach dem Fischbecken folgt unser Grobfilter, ich empfehle euch einen Bürstenfilter, bei einem kleinen System wie dem von uns geplanten reicht dieser auch als Biofilter. Mit dem 400l Bürstenfilter aus meinem Shop kann unser System ohne Probleme von den Feststoffen befreit werden. Einem Ausbau unseres Systems steht mit unserem Bürstenfilter nichts im Weg.
Für diejenigen die dem Bürstenfilter nicht die vollständige Nitrifikation anvertrauen wollen empfehle ich ein Fass mit 60l mit EcoPondchips. 1 Sack mit 7l kann nach einer Einlauf Phase im Movingbed Filter 70g Futter pro Tag abbauen.
Ich empfehle in jedem System einen Pumpensumpf zu verbauen, ein Sumpf macht das Sammeln vom ganzen Wasser, einbringen von verschiedener Technik und das zudosieren von Düngern wie Eisenchelat oder Calciumcarbonat zum stabilisieren der KH/PH Werts um ein vielfaches einfacher.
Die Leitungen würde ich möglichst einfach dimensionieren, gepumpte Leitungen im D50 und Leitungen in Schwerkraft im D75. Zu kleine Leitungen sollten vermieden werden da die Gefahr des zusetzens durch Biofilm zu gross ist. Bei grösseren Systemen in denen mehr Wasser gepumpt wird sollten die Rohrdurchmesser schnell auf 75mm und dann auch schon schnell auf 110mm geplant werden, zur vermeidung unnötiger Druckverluste und dadurch höherem Energieverbrauch.
Dies würde uns folgende Kreisläufe Ergeben die beide im Sumpf starten und enden.
Fischkreislauf: Pumpensumpf gepumpt zum Fischbecken, in Schwerkraft zum Bürstenfilter, in Schwerkraft zum Biofilter, und in Schwerkraft zurück in den Sumpf. Auf diesem Kreislauf lassen wir 2000-2500l/h zirkulieren.
Pflanzenkreislauf: Pumpensumpf gepumpt zu den Pflanzsystemen, in Schwerkraft in Sammelleitungen zurück zum Pumpensumpf. In diesem Kreislauf lassen wir ca. 2000l/h Zirkulieren.
Die 500l die wir nicht Pumpen, fallen als Druckverlust in den Leitungen weg.
Die Belüftung ist sehr wichtig, zu viel Belüftung trägt unter umständen zuviel Stickstoff ein was zu Gasblasenkrankheiten bei den Fischen führen kann. Zu wenig führt zu einem Sauerstoffmangel bei unseren wichtigsten Bewohnern im System. Wie berechne/plane ich nun die Belüftung?
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Tagesfutter |
O₂-Bedarf grob |
Luft (L/min) @ OTE 10 % + Sicherheitsfaktor |
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50 g/Tag |
35–50 g O₂ |
3–5 L/min |
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100 g/Tag |
70–100 g O₂ |
5–8 L/min |
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500 g/Tag |
0,35–0,5 kg O₂ |
25–40 L/min |
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1 kg/Tag |
0,7–1,0 kg O₂ |
50–80 L/min |
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2 kg/Tag |
1,4–2,0 kg O₂ |
100–160 L/min |
Diese Werte sind grobe anhaltspunkte bei einer Belüftung in einer Tiefe von 60-100cm. Die Liter/Minute müssen am Ausströmer anstehen und der Druckverlust für die Einblastiefe muss bei der Pumpen planung eingerechnet werden.
Ich würde bei unserem System auf eine Aquaforte V-30 oder wenn es ein wenig hochwertiger sein soll auf eine Hiblow HP40 setzen.
Extras Planen
Das erste Extra wäre die Automatische Fütterung, gerade für diejenigen interessant die den ganzen Tag nicht zuhause sind. Die Fütterungen sind am optimalsten wenn sie über den ganzen Tag verteilt werden. Für die Fisch und Bakterien ist eine Regelmässige kleine Futtermenge leichter zu verarbeiten. Meine Empfehlung ist ganz klar eine Fütterung mit einem Automaten der am gleichen Elektroanschluss wie die Pumpe hängt. Falls der Stromwegfällt wird nicht weitergefüttert wie bei Solarautomaten. Dies kann mit einer Fütterung bereits zum Verlust des Bestandes führen. Das Ammonium wird durch den Pumpenausfall nicht mehr zum Filter transportiert und verbleit im Fischbecken.
Eine Heizung kann auch sehr Hilfreich sein für eine stabilisierung der Wassertemperatur in der Nacht. Ich empfehle dafür Teichheizer aus unserem Shop, Man kann sie von 0-40°C frei einstellen und kann so die Temperatur auch im Winter und Herbst stabil halten.
Als nächstes wäre eine optionale UV-C Lampe noch einbaubar. Bei intensiven Systemen eine absolute empfhelung zur Keimreduktion, bei kleinen leicht Besetzten systemen dienen sie mehr der Algenbeseitigung. Die Fische stören sich in der Regel nicht ab Algen, das ist mehr ein Menschliches problem der von der Optik gestört wird.
Wie fülle ich das Wasser nach?
Beim Wasser gibt es verschiedene Methoden, sei es Trinkwasser ab dem Hahn mit dem Schlauch nachfüllen, mit der Giesskanne aus einem Brunnen oder wie in meinem System, eine Pumpe die Wasser aus dem Brunnen fördert und durch den WPS von H-tronic automatisch nach Bedarf ein und ausgeschaltet wird.
Notfallsysteme planen
Was geschieht im Notfall? Der Strom fällt weg, Die Belüftung fällt aus und das Wasser wird nicht mehr ausgetauscht. Jenachdem wann die letzte Fütterung stattgefunden hat wird dies schnell zum Verhängnis der Fische.
Was können wir machen?
Das wichtigste ist das einstellen der Fütterung!
Für die Belüftung wäre ein Magnetventil an einer Sauerstoffflasche die beim Wegfall der Elektroversorgung automatisch das Fischbecken belüftet ideal.
Wer das ganze noch besser aufbauen möchte baut sich einen Batteriespeicher von Ecoflow oder ähnliche Systeme ins System ein. Das einzige das ich nicht absichern würde ist die Fütterung. Kein Futter für die Fische ist besser als Futter mit schlechter oder keiner Umwälzung. Und keine Sorge die Fische haben auch kein Problem wenn sie mal 3 Tage kein Futter bekommen.