Aquaponics: groenten ontmoeten vissen

Aquaponics kan een alternatief zijn voor voedselzekerheid in stedelijke gebieden. We nemen de symbiose van vissen en planten voor u onder de loep.

Aquaponics is een combinatie van AQUAkultur en HydroPONIK. Aquacultuur verwijst naar het gecontroleerd kweken van aquatische organismen – vooral vissen – bijvoorbeeld in vijvers of bassinsystemen. Deze vorm van visserij is van groot belang, vooral vanwege de kritieke overbevissing van de wereldzeeën. Hydrocultuur is een speciale methode om planten te kweken. Hier worden ze niet gekweekt in organische substraten van turf of op basis van compost. Voor de teelt in hydrocultuur worden anorganische materialen gebruikt, zoals steenwol of geëxpandeerde klei, of de planten wortelen rechtstreeks in water. Bij aquaponics worden de twee onafhankelijke productieprocessen van vis en planten gecombineerd.

Een symbiose waarbij er alleen maar winnaars zijn

Waarom kan de productie van vis worden gecombineerd met die van planten (voornamelijk groenten)? Het antwoord is eigenlijk heel eenvoudig: 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 manier waarop aquaponics werkt is even eenvoudig als ingenieus: de vissen vervuilen het water met hun uitwerpselen. Dit maakt het noodzakelijk het water te behandelen om de waterkwaliteit op peil te houden. Dit houdt op zijn beurt de vis in leven. In principe kan een aquaponicasysteem met elke soort vis worden gebruikt. Cichlidensoorten zijn echter bijzonder populair omdat ze een hoge groeisnelheid en een gunstige voedingsverhouding hebben. De stikstofverbinding ammoniak (NH₃), dat in het water kan komen via de uitwerpselen van vissen, maar ook gedeeltelijk via voedselresten, is schadelijk voor vissen, maar kan tegelijkertijd als meststof voor planten dienen. Ammoniak is echter nog niet direct beschikbaar voor planten. Zogenaamde nitrificerende bacteriën, die zich op speciale filtermedia vestigen, zorgen voor de omzetting van ammoniak in nitraat (NO₃) – een stikstofverbinding die nu door de planten kan worden opgenomen. Met behulp van de belangrijke nitrificerende bacteriën zuiveren de planten het water door hun stikstofopname en zorgen zo voor een leefomgeving waarin de vissen kunnen overleven. Dus terwijl de planten meststoffen krijgen van de vissen, reinigen de planten het water voor de vissen door stikstof te absorberen. De symbiose tussen vissen en planten creëert dus een win-win situatie voor alle betrokkenen.

Aquaponics: de technische structuur

De technologie van de aquaponics, waarvan het basissysteem reeds bekend was en onderzocht werd in de voormalige DDR, werkt in een recirculatiesysteem. Het water wordt naar de planten gepompt en stroomt van daaruit terug naar het aquarium. Geïntegreerd in dit circuit of parallel geschakeld, moet een filtersysteem worden geïnstalleerd. Hier vindt de essentiële nitrificatie van stikstofverbindingen door bacteriën plaats. Dit filtersysteem is als het ware het hart van elk aquaponics-systeem. Daarom moet het met grote zorg worden gepland. De grootte van het filter dient uiteraard te worden berekend aan de hand van de bezettingsdichtheid van de vissen en de hoeveelheid voer. De grootte van de plantbedden moet ook worden bepaald aan de hand van de bezettingsdichtheid en de individuele voedingsbehoeften van de geteelde plantensoorten. De gepresenteerde vorm van aquaponics, waarbij vissen en planten via een watercircuit rechtstreeks met elkaar zijn verbonden, heeft een groot nadeel: Het is niet mogelijk de specifieke optimale pH-waarden voor vissen en planten tegelijk vast te stellen. Bovendien krijgen de planten alleen stikstof in voldoende hoeveelheden. Aanvullende toevoeging van andere voedingsstoffen is niet mogelijk vanwege een te hoge belasting van de vis. De oplossing is een tweerichtingscircuit waarbij er een apart watercircuit is voor de planten, maar dat altijd gevoed wordt met water uit het viscircuit. Dankzij de twee gescheiden circuits is aanvullende bemesting van de planten mogelijk.

Voor het kweken van planten in een hydrocultuursysteem zoals aquaponics zijn verschillende vormen mogelijk. Een mogelijkheid is om grote bedden, zogenaamde “kweekbedden”, aan te leggen met grind of geëxpandeerde klei. De planten wortelen in dit anorganische substraat, dat regelmatig wordt overspoeld met water uit het aquarium.

De teelt van groenten met behulp van de “Nurtient Film Technique” (kortweg NFT) is een andere mogelijkheid bij aquaponics. Hier worden de planten geplaatst in buizensystemen met een laag verval waardoor een constante stroom van water uit het aquarium loopt en de planten voedt voordat het weer naar het aquarium wordt teruggevoerd. Een andere teeltmethode is de “diepwaterkweek”. Hier wordt het water van de vis in een ander ondiep bassin van 15 tot 30 cm gepompt. In deze tank worden polystyreenplaten met gaten op het wateroppervlak geplaatst. De planten worden op het polystyreen geplaatst en hun wortels komen door het gat in contact met het water. De planten wortelen direct in het water. Zorg ervoor dat de onderwaterwortels extra van zuurstof worden voorzien, zodat de wortels niet afsterven.

Aquaponics: een systeem voor de toekomst?

Niet alleen onderzoeksinstellingen zoals het Leibniz-instituut voor zoetwaterecologie en binnenvisserij (IGB) in Berlijn houden zich intensief bezig met het onderwerp aquaponics. Intussen heeft zich op het internet een grote, deskundige gemeenschap van fans verspreid, die op fora levendig van gedachten wisselen over het bouwen en exploiteren van aquaponics-systemen voor thuisgebruik. In het kader van het milieudebat kan de symbiose van vissen en planten bogen op positieve eigenschappen in vergelijking met de conventionele groenteteelt: aanzienlijke waterbesparingen, besparing op minerale meststoffen en de daaruit voortvloeiende ontlasting van onze landbouwgronden zijn enkele van de positieve effecten van een aquaponics-systeem. Dit teeltsysteem leent zich voor regionale voedselvoorziening in stedelijke gebieden, aangezien de afvalwarmte van technische apparatuur in andere gebouwen kan worden gebruikt om de kas en het water van de vistanks te verwarmen in een synergetisch effect. De eerste commerciële systemen van enkele honderden vierkante meters zijn al gebouwd in stedelijke gebieden op oude fabrieksterreinen of op platte daken. De complexe technologie van een commerciële aquaponics-installatie leidt echter tot hoge investeringskosten, waardoor de producten in prijs niet kunnen concurreren met vis en groenten uit de gewone productie. Met de voortschrijdende verstedelijking biedt aquaponics echter een consumentgerichte optie voor de productie van vers voedsel met een korte transportroute. Toch kan aquaponics, zelfs in dichtbevolkte stedelijke gebieden, alleen worden beschouwd als een aanvulling op de conventionele productie van groenten en vis. Momenteel kan deze technologie nog niet concurreren, vooral vanwege de immense investeringskosten. Toch is aquaponics een aantrekkelijk en innovatief alternatief voor het schoonmaken van de tuinvijver thuis, en het produceert ook verse groenten.

Verticale tuinen zijn een andere innovatieve manier om groenten te verbouwen. Dit ruimtebesparende alternatief is bijzonder populair in de stadslandbouw.