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Mit intelligenter Aquaponik zu nachhaltiger Kreislaufwirtschaft

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Ein System, das Fischzucht und Gemüseanbau kombiniert, könnte laut Forschern ein weiterer Schritt für die städtische Landwirtschaft und eine zirkuläre und umweltfreundliche Wirtschaft sein. Wissenschaftler der Universität Lüttich arbeiten derzeit mit ihren Partnern an einer intelligenten Version dieses Systems, die von einer App überwacht werden kann.

Gemüseanbau kombiniert mit Fischzucht könnte zukünftig eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft bilden. Forscher entwickeln dazu gerade eine Simulations-App. Symbolfoto: sippakorn yamkasikorn / Pixabay

Übergang zu nachhaltiger Kreislaufwirtschaft

Der Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft ist eine der Herausforderungen bei der Schaffung einer nachhaltigen Gesellschaft mit weniger Abfallprodukten, minimaler Umweltbelastung und erhöhter Artenvielfalt, da sind sich Wissenschaftler der Lüttich Universität einig. Eine Krise, wie die derzeitige Coronavirus-Pandemie könne diese Wirtschaft deutlich beeinflussen. Beispielsweise durch eine stärkere Konzentration auf die lokale Nahrungsmittelproduktion. Hierbei könnte laut Forschung die Aquaponik einen wichtigen Beitrag leisten.

Fisch und Feldfrüchte in einem System

Aquaponik ist demnach ein Produktionssystem, bei dem die Fisch- und Pflanzenzucht kombiniert werde. Mikroorganismen in diesem System wandeln die Abfälle der Fische in Nährstoffe für Pflanzen um. Auf diese Weise reinigen die Pflanzen und Mikroorganismen das Wasser und schaffen eine geeignete Umgebung für die Fische. Quasi eine Win-Win-Situation für beide Seiten. Die Idee ist zudem noch, dass diese vorteilhaften Wechselwirkungen die Umweltauswirkungen der Fisch- und Pflanzenproduktion verringern. „Ein solches modernes Aquaponik-System verbraucht etwa 500 Liter Wasser pro Kilo Fisch, während es in offenen Flüssen 190 000 Liter sind", erklärt Haïssam Jijakli, Professor an der Universität Lüttich.

Problem von Pestizid- und Antibiotika-Einsatz

Obwohl dieses System theoretisch sehr vielversprechend ist, seien laut Jijakli noch einige Probleme zu beseitigen. So setzen die Landwirte auf den Feldern und in den Fischfarmen Pestizide bzw. Antibiotika ein, um Krankheiten zu behandeln oder vorzubeugen. Allerdings sei der Einsatz von Pestiziden in der Fischzucht und der Einsatz von Antibiotika im Pflanzenanbau untersagt. „Dann ist es schwierig, Krankheiten in einem System zu bekämpfen, das sowohl Fische als auch Nutzpflanzen umfasst", so Jijakli. Wissenschaftler konnten allerdings belegen, dass die Aquaponik-Systeme dieses spezielle Problem offenbar selbst lösen. Die Forscher entwarfen ein Experiment mit dem Pflanzenpathogen Pythium, der eine häufige Pflanzenkrankheit verursacht, die zu Wurzelfäule führt. Während im Wasser gewachsene Pflanzen ernsthaft geschädigt wurden, schienen die Pflanzen im Aquaponik-System nicht betroffen zu sein. Erst als die Forscher die Mikroorganismen im System herausfilterten, konnte der Erreger die Pflanzen schädigen. „Wir wissen zwar nicht genau, wie, aber es scheint, dass die Mikroorganismen im Aquaponik-System die Pflanzen vor Pflanzenschädlingen schützen", sagt Jijakli.

Aquaponik-Simulation per App

Das System der Aquaponik sei nicht nur auf große industrielle Systeme beschränkt. Es gebe sie vielmehr in allen Formen und Größen und werden zum Teil bereits für den Unterricht in Sekundarschulen verwendet, oder es gebe auch etwas größere Systeme in Restaurants. Zurzeit arbeiten die Forscher an einer App, die ein modernes Aquaponik-System simuliere. Mit diesem Simulationsspiel können sich zukünftige Praktiker ausbilden und mit der Aquaponik vertraut machen. Die App unterstütze aber auch diejenigen, die ein tatsächliches System entwerfen. „Sie können Ihren Entwurf in der App erstellen und verschiedene Szenarien simulieren", so Jijakli. Schließlich können die Benutzer die Anwendung, sobald sie einmal in Betrieb ist, mit ihrem Aquaponiksystem verbinden, wodurch sie das System überwachen und sogar Fehler oder Unfälle vorhersehen können. „Wir rechnen damit, Ende 2020 einen Betatest zu starten und die Anwendung bis Ende 2021 freizugeben", blickt Jijakli voraus.

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