70% des vom Menschen genutzten Süßwassers werden in der Landwirtschaft verbraucht. 17% des weltweiten Schadstoffausstoßes entstehen in der Landwirtschaft.(Quelle: WHO)
(NL/5802996340) Der Tomatenfisch ist mit seiner ressourcensparenden Kombination von Fisch- und Gemüsezucht ein gutes Beispiel für eine nachhaltige Nahrungsmittelproduktion, welches Kindern und Jugendlichen im Rahmen von Projektarbeit hier anschaulich demonstriert werden kann, sagt FEZ-Geschäftsführer Lutz-S. Mannkopf. Bildung für nachhaltige Entwicklung wird an dem einzigartigen Lernort, wie der Öko-Insel im FEZ-Berlin (mit Sukkulentenhaus, Gewächshaus, Garten und Mini-Regenwald) in verschiedenen Projekten zum Thema. Hier werden Naturkreisläufe mit allen Sinnen erlebbar und vor allem das Mensch-Natur-Verhältnis praktisch unter die Lupe genommen.
In diesem Kontext konnte heute am 15.5.2013 gemeinsam mit dem Erfinder des Tomatenfischprojektes, Prof. Dr. Werner Kloas vom Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei und 20 Schüler/innen der 2.-6. Klasse der Hunsrück Grundschule Kreuzberg die neue Aquaponik-Anlage Tomatenfisch eingeweiht werden.
In den letzten 20 Jahren ist die Aquakultur um über 300 Prozent gewachsen sie ist der sich am schnellsten entwickelnde Zweig im Agrarsektor. Doch die konventionelle Aquakultur und ihr rapides Wachstum haben ihre Tücken: Weltweit wurden und werden durch an natürliche Gewässer angekoppelte Aquakulturanlagen die Ökosysteme zum Teil massiv geschädigt. Tierfäkalien, Krankheitserreger, Parasiten, chemisch und biologisch verunreinigte Abwässer gelangen in Binnengewässer und Meere. Am Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) entwickeln Forscher Systeme zur Fischzucht in geschlossenen Kreislaufanlagen (RAS). Diese Form der Aquakultur ist nicht an natürliche Gewässer gebunden.
Das Prinzip beruht vor allem auf einer mechanischen und biologischen Reinigung des zirkulierenden Wassers. Die Ressource sauberes Wasser wird durch RAS geschont, weil keine problematischen Reststoffe in die angrenzende Umwelt gelangen können. Insgesamt kann in Kreislaufsystemen mit vergleichsweise geringem Ressourcenaufwand (Energie, Futter etc.) und deutlicher Emissionsminderung von klimaschädlichen Gasen wie zum Beispiel Kohlendioxid hochwertiger Fisch erzeugt werden. Diese besonders verträgliche Form der Fischzucht wird daher auch Blue Aquaculture genannt.
Um den Wasserverbrauch noch weiter zu verringern und Wertschöpfungsketten zu optimieren, haben Forscher der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Werner Kloas vom IGB eine Aquaponikanlage entwickelt, in der Fisch und Gemüse in einem Gewächshaus gezüchtet werden. Das Wasser aus der Fischzucht (Aquakultur) wird dabei im Biofilter aufbereitet: Aus giftigem Ammonium aus den Fischausscheidungen entsteht so Nitrat, ein wertvoller Pflanzendünger, und andere Nährstoffe. Das Wasser wird genutzt, um das Gemüse in einer Hydroponik-Kultur zu versorgen. Ein patentiertes System reguliert die Flüssigkeitsströme zwischen den beiden Teilbereichen der Anlage. So können in beiden Systemen die jeweils optimalen Wachstumsbedingungen hergestellt werden. Sollte zum Beispiel im Pflanzenkreislauf ein Nährstoffdefizit auftreten, könnte dort regelnd eingegriffen werden, ohne die Fische einem höheren Nährstoffgehalt auszusetzen.
Die Pflanzen entziehen dem Wasser, dass sie über die Wurzeln aufnehmen, die enthaltenen Nährstoffe. Das überschüssige Wasser geben die Tomaten über ihre Blätter als unsichtbaren Wasserdampf an die Umgebungsluft ab sie schwitzen das gereinigte Wasser aus. Mit so genannten Kühlfallen in der Klimaanlage kann der Wasserdampf dann der Gartenhausatmosphäre entzogen werden. Das gasförmige Wasser wird abgekühlt, wird dadurch wieder flüssig und kann dann in einen Vorratstank geleitet werden. Dieses gereinigte Wasser wird der Aquakulturanlage zugeführt, das verringert den täglichen Verbrauch auf unter drei Prozent Frischwasser. Als Vergleich: in einer herkömmlichen Aquakultur im geschlossenen Kreislauf müssen pro Tag etwa 10 Prozent Frischwasser ersetzt werden. In dem Versuchsgewächshaus am IGB lassen sich somit 220 statt 1100 Litern Wasser 1 Kilogramm Fisch und 1,6 Kilogramm Tomaten erzeugen.
Auch das Kohlendioxid (CO2), das die Fische ausatmen, kann von den Pflanzen aufgenommen, für ihr Wachstum genutzt und in Sauerstoff umgewandelt werden. Wird die nötige Betriebsenergie für die Gesamtanlage aus regenerativen Quellen wie Wind, Sonne oder Biomasse gespeist, arbeitet das ASTAF-PRO-System dann ohne klimaschädliche Emissionen.
Das Aquaponik-System eignet sich bestens zur Integration in landwirtschaftliche Produktionssysteme in der großen Fläche. Besonders gut eignet sich diese Anwendung für aride, also trockene Gebiete, denn dort ist Wasser besonders knapp, Wärme für gutes und schnelles Pflanzenwachstum aber reichlich vorhanden. Eine weitere mögliche Anwendung ist die Kopplung von Aquaponik-Systemen an Biogasanlagen oder Blockheizkraftwerke, um deren Abwärme zu nutzen diese geht sonst meist ungenutzt verloren. Mit der Wärmeenergie lässt sich das Wasser zur Haltung von Warmwasserfischen wie Tilapien heizen, und das CO2 kann in die Hydroponik eingeführt werden Kohlendioxid ist bestes Doping für das Pflanzenwachstum. Das System wird so zur Wärme- und Kohlendioxid-Senke. Auch im urbanen Raum gibt es Anwendungsmöglichkeiten, etwa auf Dachflächen oder im Hinterhof. Damit bekommt Urban Farming eine neue Dimension: Nicht nur Pflanzen lassen sich nachhaltig anbauen, auch wertvolles tierisches Eiweiß kann mitten in der Stadt erzeugt werden und das bei minimalem Wasserverbrauch.
Für Kinder und Jugendliche ist die Tomatenfisch-Anlage im FEZ ein Beispiel, wie Wertschöpfungsketten und Kreisläufe funktionieren. Außerdem kann so vermittelt werden: Neue Technologien sind wichtig, um den großen gesellschaftlichen Herausforderungen wie der gesunden Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung begegnen zu können.
Der Tomatenfisch im FEZ-Berlin wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF).
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