Nährstoffdynamik und Pflanzen-monitoring in Aquaponik-Systemen
“INAPRO” Innovative model & demonstration based water
management for resource efficiency in integrated
multitrophic aquaculture and horticulture systems
AGROSNET – Berlin – 11.03.2014 – Johanna Suhl ([email protected])
This project has received funding
from the European Union’s Seventh
Framework Programme for
research, technological
development and demonstration
under grant agreement no 619137.
Betreuung: Prof. Schmidt
Prof. Kloas
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Einführung in die Aquaponik
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1990 2000 2010 2020
Ante
il am
Fisc
hkon
sum
(%)
Jahr
Aus Aquakulturen Aus Wildfang
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Durchschnittlicher Fischkonsum (2012):
Deutschland: 15,2 kg Kopf-1 Jahr-1
Welt: 19,2 kg Kopf-1 Jahr-1
Gesteigerter Konsum von Fisch aus Aquakultur
Fischkonsum
Hydroponik
Abb. 1: Anteil von Aquakultur am weltweiten Fischkonsum
Hintergrundinformationen
Hydroponische Fläche weltweit (2000):
20.000 - 25.000 ha
Tomaten, Gurke, Salat, Paprika
Intensiv, bodenunabhängig
Wasser- und Nährstoffeffizient
FAO 2014; Resh 2012
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Einführung in die Aquaponik
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Hohe Umweltbelastung
Hoher Wasserverbrauch
Geschlossene Kreislaufanlagen (RAS)
hohe Investitions- und Betriebskosten
Aquakultur
Hydroponik
Hoher spezifischer Nährstoffbedarf
Anreicherung unerwünschter Ionen
Aquaponik
Abwasser aus Aquakultur Pflanzenernährung
tomatenfisch.igb-berlin.de
Hintergrundinformationen
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Konventionelles, Lowtech Aquaponik-System
Einführung in die Aquaponik
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Nährstoff-
reiches
Wasser
Durch die
Pflanzen
gereinigtes
Wasser
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Einführung in die Aquaponik
Unterschiedliche Ansprüche an
Wasserparameter
Unzureichende Infrastruktur
und Bildungsmöglichkeiten
Effiziente Ressourcennutzung
Umweltfreundlich
Polykultur
Geringer Platzbedarf
Unterschiedliche Modul-
größen
SWOT-Analyse Aquaponik
Fehlende fachliche Doku-
mentation der Erfolgs-
faktoren
Weltweit wenige Anlagen
Nichtanerkennung durch Verbraucher
Intensive + nachhaltige
Nahrungsmittelproduktion
Anpassung und Einbau in
bestehende Systeme
Lokale Nahrungsmittelproduktion Nachhaltigkeit abhängig von
Spezies
Geringes Kapital zur
Implementierung
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ASTAF-PRO
INAPRO
Geringere Erträge
Savidov, 2004; Tyson et. al., 2011; Kloas, 2015
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Das ASTAF-PRO/INAPRO-Projekt
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INAPRO Laufzeit: 2014-2017
ASTAF-PRO Laufzeit: 2011 - 2013
Demonstration und Verbreitung des ASTAF-PRO Aquaponik Systems
Fachliche Dokumentation der Erfolgsvoraussetzungen
Neue Marktchancen für Hersteller und Anwender eröffnen
Patent: ASTAF-PRO- Tomatenfisch
PCT/EP2008/064546
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Hightech-Aquaponik-System
Das ASTAF-PRO/INAPRO Aquaponik-System
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Lowtech
RAS
Hydrokultur
EV
www.tomatenfisch.igb-berlin.de
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Zielstellungen
1. Analyse und Bewertung der
Nährionendynamik
Arbeitsthema:
Nährstoffdynamik und Pflanzenmonitoring in Aquaponik-Systemen
Vergleich unterschiedlicher hydro-
ponischer Systeme (Nährfilmtechnik
(NFT) vs. Substratanbau)
Einflussfaktoren identifizieren und
bewerten
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Anpassung der Nährstoffzugabe für eine
optimierte Pflanzen- und Fischproduktion
2. Effekte des Aquaponik-Systems auf
die Pflanzen
Pflanzenmonitoring
Jugendentwicklung
Photosyntheseleistung
Fruchtquantität und -qualität
Forschungsanlage PAL Anlagenbau GmbH, Abtshagen
Start: Januar 2015
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Zielstellungen
Arbeitsthema:
Nährstoffdynamik und Pflanzenmonitoring in Aquaponik-Systemen
3. Desinfektion des hydroponischen Kreislaufes mit Kaliumhypochlorid
(KClO) während der Kulturperiode
Vergleich Trinkwasser vs. Fischwasser
Vergleich unterschiedlicher hydroponischer Verfahren (NFT vs. Substratanbau)
Forschungsgewächshaus Dahlem, HU Berlin
Start Sommer 2015
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PAL Forschungsanlage
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Material und Methoden
Grundgesamtfläche: 196 m²
Fischfarm
43 m²
60 kg m-3
Gewächshaus
139 m² Grundfläche
88,4 m² Nettoanbaufläche
8 Pflanzrinnen
2,2 Pflanzen m-2
Technikraum
14 m³
Grunddaten
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PAL Forschungsanlage
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Material und Methoden
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PAL Forschungsanlage
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Material und Methoden
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PAL Forschungsanlage 1. und 2. Jahr
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Nil Tilapia (Oreochromis Niloticus)
Tomate (Solanum lycopersicum), Sorte Pureza
Varianten/Hydroponisches Verfahren:
NFT (1. Jahr)
Brunnenwasser (Kontrolle), EC 1,8
Fischwasser, EC 1,8
Fischwasser, EC 3,0
NFT vs. Substratanbau (2. Jahr)
NFT
Steinwolle
Kokosfasern
Versuchsaufbau
Material und Methoden
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PAL Forschungsanlage 1. und 2. Jahr
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Wasserqualität - Nährionen (Wochen- und Tagesprofile)
Pflanzenmonitoring
growwatch-System (alle 5 min)
EPM 2005 (alle 30 sek)
Jugendentwicklung der Pflanzen (8 Wochen, wöchentlich)
Blattfläche
Generative Entwicklung
Fruchtquantitität (wöchentlich)
Fruchtqualität (¼-jährlich)
Datenerhebung
Material und Methoden
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Forschungsgewächshaus Dahlem
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Zwei Halbjahresversuche
Tomate (Solanum lycopersicum); Sorte Pureza
Fischwasser aus Aquakultur-Anlage IGB
Varianten/Hydroponisches Verfahren:
NFT (1. Jahr)
Trinkwasser (Kontrolle)
Fischwasser
NFT vs. Substratanbau (2.Jahr)
NFT
Steinwolle
Kokosfasern
Versuchsaufbau
Material und Methoden
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Forschungsgewächshaus Dahlem
AGROSNET – Berlin – 11.03.2014
Jugendentwicklung der Pflanzen (8 Wochen, wöchentlich)
Blattfläche
Generative Entwicklung
Fruchtquantitität (wöchentlich)
Fruchtqualität (einmalig)
Wasserqualität
Koloniebildende Einheiten
Pflanzenpathogene?
Datenerhebung
Material und Methoden
Foto: Schuch, I.
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Dankeschön für Ihre Aufmerksamkeit
AGROSNET – Berlin – 11.03.2014
Literaturnachweis
FAO (2014) The State of World Fisheries and Aquaculture - Opportunities and challanges, Food and Agriculture
Organization of the United Nations (FAO), Rome.
Kloas, W., Groß, R., Baganz, D., Graupner, J., Monsees, H., Schmidt, U., Staaks, G., Suhl, J., Tschirner, M., Wittstock, B.,
Wuertz, S., Zikova, A. and Rennert, B. (2015) A new concept for aquaponic systems to improve sustainability, increase
productivity, and 2 reduce environmental impacts. Aquaculture Environment Interactions 7, 179-192.
Resh, H. M. (2012). Hydroponic food production: a definitive guidebook for the advanced home gardener and the
commercial hydroponic grower. CRC Press.
Savidov, N. (2004) Evaluation and development of aquaponics production and product market capabilities in Alberta, Crop
Diversification Centre South, Alberta Agriculture, Food and Rural Development.
Tyson, R.V., Treadwell, D.D. and Simonne, E.H. (2011) Opportunities and challenges to sustainability in aquaponic
systems. HortTechnology 21(1), 6-13.
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