Das Aquaponik-System ist ein ökologisches Kreislaufwirtschaftssystem, das Aquakultur (Fischzucht) und soillose Kultivierung (Gemüse) organisch kombiniert. In diesem System werden nährstoffreiche Abfälle wie Fischausscheidungen und nicht gefressenes Futter von Mikroorganismen zersetzt und in Nährstoffe umgewandelt, die von Pflanzen aufgenommen werden können. Diese Nährstoffe werden dann in die Pflanzenanbaugebiete transportiert und liefern Dünger, der für das Wachstum von Pflanzen wie Gemüse und Kräutern benötigt wird. Gleichzeitig nehmen die Pflanzen die Nährstoffe über ihre Wurzeln auf und spielen so eine Rolle bei der Reinigung der Wasserqualität. Das gereinigte Wasser fließt dann zurück in das Fischzuchtgebiet und bildet so ein geschlossenes ökologisches System.

1. Fischteiche:Dies ist der Hauptlebensraum für Fische. Größe, Form und Tiefe variieren je nach Umfang der Aquakultur und den Fischarten. Für kleine Zierfische kann der Fischteich beispielsweise relativ klein und flach sein; wenn große Speisefische wie Barsch oder Lachs gezüchtet werden, benötigt der Fischteich mehr Platz und eine angemessene Tiefe, in der Regel etwa 1 - 2 Meter tief, um sicherzustellen, dass die Fische genügend Bewegungsfreiheit haben. Die Materialien des Fischteichs können Beton, Kunststoff oder Glasfaser usw. sein, die gute wasserdichte und haltbare Eigenschaften aufweisen sollten.

2. Geräte zur Wasseraufbereitung:Um die gute Wasserqualität zu erhalten, die für das Überleben der Fische erforderlich ist, ist eine Reihe von Geräten zur Wasseraufbereitung erforderlich. Zunächst gibt es Filtervorrichtungen, einschließlich physikalischer Filter und biologischer Filter. Physikalische Filter, wie z. B. Mikrofilter, können Feststoffpartikel im Wasser entfernen, wie z. B. nicht gefressenes Futter und Kot, und verhindern so, dass diese sich im Wasser zersetzen und schädliche Substanzen produzieren. Biologische Filter verwenden Mikroorganismen, wie z. B. nitrifizierende Bakterien, um Ammoniakstickstoff im Wasser in Nitrat umzuwandeln und so die Toxizität des Wassers zu verringern. Darüber hinaus sind Sauerstoffanreicherungsgeräte, wie z. B. mikroporöse Belüfter oder Paddelradbelüfter, erforderlich, um sicherzustellen, dass ausreichend gelöster Sauerstoff im Wasser vorhanden ist. Im Allgemeinen sollte der Gehalt an gelöstem Sauerstoff bei 5 - 8 mg/L gehalten werden, um den Atembedürfnissen der Fische gerecht zu werden.

3. Auswahl der Fischarten:Bei der Auswahl der Fischarten müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden. Die Wachstumsrate ist ein wichtiger Faktor. Beispielsweise haben Tilapia und Wels relativ hohe Wachstumsraten und eignen sich für kommerzielle Aquaponik-Systeme, da sie in relativ kurzer Zeit marktfähige Größen erreichen können. Gleichzeitig ist die Anpassungsfähigkeit der Fische ebenfalls entscheidend. Einige Fische haben spezifische Anforderungen an Umweltbedingungen wie Wasserqualität, Temperatur und Salzgehalt. Beispielsweise reagieren Koi empfindlicher auf Veränderungen der Wasserqualität, während Karauschen eine stärkere Anpassungsfähigkeit aufweisen. Darüber hinaus müssen auch die Ernährungsgewohnheiten der Fische, wie z. B. pflanzenfressend, fleischfressend oder allesfressend, berücksichtigt werden, um das Futter und die Pflanzenanbauarten rational aufeinander abzustimmen.

1. Pflanzbeete oder -tröge:Hier wachsen die Pflanzen. Die Gestaltung der Pflanzbeete oder -tröge sollte entsprechend den Wachstumseigenschaften und Anbaumethoden der Pflanzen bestimmt werden. Für Blattgemüse wie Salat und Spinat können die Pflanztröge relativ flach sein, in der Regel etwa 15 - 30 cm tief. Die Materialien der Pflanzbeete können Kunststoff, Holz oder Metall usw. sein, die eine gute Drainage gewährleisten sollten. In den Pflanzbeeten werden in der Regel Substrate wie Blähton, Steinwolle oder Kokosfasern gefüllt. Diese Substrate können Pflanzenwurzeln fixieren und bieten auch bestimmte Wasserhalte- und Belüftungsfunktionen.

2. Bewässerungssystem:Das Bewässerungssystem des Aquaponik-Systems unterscheidet sich von der traditionellen Bewässerung. Es basiert hauptsächlich auf der Zirkulation des Aquakulturwassers. Durch eine Wasserpumpe wird das Wasser im Fischteich in den oberen Teil des Pflanzbeets oder -trogs gepumpt, und Methoden wie Tropfbewässerung, Flutbewässerung oder Nährstofffilmtechnik (NFT) werden verwendet, um die Pflanzen mit Wasser und Nährstoffen zu versorgen. Im NFT-System wird beispielsweise ein dünner Film aus Nährlösung am Boden des Pflanztrogs gebildet, und die Pflanzenwurzeln sind teilweise in den Nährlösungsfilm eingetaucht, wodurch die Nährstoffzufuhr präzise gesteuert und die Nährstoffverwertungseffizienz verbessert werden kann.

3. Auswahl der Pflanzenarten:Die Auswahl geeigneter Pflanzenarten ist für den erfolgreichen Betrieb des Aquaponik-Systems von entscheidender Bedeutung. Blattgemüse ist eine gängige Wahl, da es einen kurzen Wachstumszyklus hat und die Nährstoffe, die aus den Fischausscheidungen abgebaut werden, schnell aufnehmen kann. So können Salat, Pak Choi und Wasserspinat in der Aquaponik-Umgebung gedeihen. Zusätzlich zu Blattgemüse können auch einige Kräuterpflanzen wie Minze und Basilikum in dem System angebaut werden. Diese Pflanzen haben nicht nur einen essbaren Wert, sondern können auch eine ökologische Rolle spielen, z. B. Insekten abwehren.

1. Leitungssystem:Leitungen sind der Schlüsselteil, der die Aquakultur-Einheit und die Pflanzeinheit verbindet. Sie transportieren das Wasser vom Fischteich zur Pflanzeinheit und führen dann das von den Pflanzen gereinigte Wasser in den Fischteich zurück. Die Materialien der Leitungen sind in der Regel korrosionsbeständige PVC-Rohre oder PPR-Rohre, um einen langfristigen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Der Durchmesser und die Länge der Leitungen sollten entsprechend der Durchflussrate und der Förderhöhe des Systems ausgelegt werden. Für ein kleines Haus-Aquaponik-System kann beispielsweise ein Hauptleitungsdurchmesser von 2 - 3 cm ausreichend sein; für ein großes kommerzielles System muss der Hauptleitungsdurchmesser möglicherweise 10 - 15 cm erreichen.

2. Wasserpumpe:Die Wasserpumpe ist die Energiequelle des Kreislaufsystems. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Wasser aus dem Fischteich auf niedrigem Niveau in die Pflanzeinheit auf hohem Niveau zu pumpen. Bei der Auswahl der Wasserpumpe müssen zwei Schlüsselparameter berücksichtigt werden: Durchflussrate und Förderhöhe. Die Durchflussrate bezieht sich auf die Wassermenge, die die Wasserpumpe pro Zeiteinheit pumpt, und die Förderhöhe bezieht sich auf die Höhe, um die die Wasserpumpe das Wasser anheben kann. Wenn beispielsweise in einem mittelgroßen Aquaponik-System die Höhendifferenz zwischen dem Fischteich und der Pflanzeinheit 1,5 Meter beträgt und 500 Liter Wasser pro Stunde zirkuliert werden müssen, ist eine Wasserpumpe mit einer Durchflussrate von 500 l/h und einer Förderhöhe von mindestens 1,5 Metern erforderlich.

3. Filter- und Reinigungskomponenten (Hilfskreislauf):Um die Wasserqualität während des Kreislaufprozesses weiter zu reinigen, müssen auch einige Filter- und Reinigungskomponenten im Leitungssystem installiert werden. Diese Komponenten können Aktivkohlefilter zum Absorbieren organischer Verunreinigungen und Gerüche im Wasser sowie UV-Desinfektionsmittel zum Abtöten schädlicher Mikroorganismen wie Bakterien, Viren und Algen im Wasser durch UV-Bestrahlung umfassen, wodurch die Qualität des Kreislaufwassers sichergestellt und eine gesunde Lebensumgebung für Fische und Pflanzen geschaffen wird.

Das Aquaponik-System ist ein innovatives Verbundanbausystem, das zwei ursprünglich unabhängige landwirtschaftliche Produktionsmethoden, Aquakultur und soillose Kultivierung, organisch kombiniert. Es hat die folgenden Vorteile:

1. Ressourcenrecycling
Im Aquaponik-System liefern Fischausscheidungen reichhaltige Nährstoffe für Gemüse. Diese Ausscheidungen enthalten wichtige Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Kalium, die für das Pflanzenwachstum benötigt werden. Beispielsweise wird Ammoniak, das von Fischen im Wasser ausgeschieden wird, durch die Wirkung von nitrifizierenden Bakterien im Wasser in Nitrat umgewandelt, und Nitrat ist eine ausgezeichnete Stickstoffdüngerquelle für das Gemüsewachstum. Gemüse nimmt diese Nährstoffe für das eigene Wachstum auf und reinigt so die Wasserqualität. Das gereinigte Wasser kann dann zurück in den Fischteich für das Überleben der Fische recycelt werden, wodurch ein vollständiger ökologischer Kreislauf entsteht.
Dieses Recyclingmodell reduziert die Abhängigkeit von externen Düngemitteln und Wasserressourcen erheblich. Im Vergleich zum traditionellen Gemüseanbau und der Aquakultur verringert es das Risiko der Eutrophierung von Gewässern, die durch Düngemittelverluste verursacht wird, und die Verschwendung von Wasserressourcen.

2. Reduzierung des Einsatzes von Chemikalien
Da Gemüse auf natürliche Weise mit den Nährstoffen in Fischausscheidungen wachsen kann, ist es im Allgemeinen nicht erforderlich, große Mengen an chemischen Düngemitteln zu verwenden. Gleichzeitig wachsen Fische in einer relativ stabilen ökologischen Umgebung, was auch die Notwendigkeit verringert, Medikamente zur Vorbeugung und Behandlung von Krankheiten einzusetzen. In einer guten Aquaponik-Umgebung können beispielsweise nützliche Mikroorganismen im Wasser dazu beitragen, die Gesundheit der Fische zu erhalten und das Wachstum schädlicher Bakterien zu hemmen. Dies ermöglicht es dem gesamten System, mit weniger chemischen Eingriffen normal zu arbeiten und gesündere und umweltfreundlichere landwirtschaftliche Produkte herzustellen.

3. Verbesserung der ökologischen Vielfalt
Das Aquaponik-System kann Lebensräume für eine Vielzahl von Organismen bieten. Zusätzlich zu Fischen und Gemüse spielen die mikrobiellen Gemeinschaften im Wasser (z. B. nitrifizierende Bakterien, denitrifizierende Bakterien usw.) ebenfalls eine Schlüsselrolle im Ökosystem. Diese Mikroorganismen bilden komplexe ökologische Beziehungen bei der Zersetzung von Fischausscheidungen und der Reinigung der Wasserqualität.
Insekten, Amphibien usw. können auch um das System herum angezogen werden, wodurch die Artenvielfalt erhöht und der Aufbau einer stabileren und gesünderen kleinen ökologischen Umgebung unterstützt wird.

1. Erhöhung der Leistung pro Flächeneinheit
Das Aquaponik-System ermöglicht die gleichzeitige Produktion von zwei Produkten, Fisch und Gemüse, auf derselben Fläche. In einer kleinen Aquaponik-Vorrichtung in Innenräumen können beispielsweise vertikal angebaute Gemüse den Platz voll ausnutzen, während die Fische im Fischteich auch im unteren Wasserbereich normal wachsen. Diese dreidimensionale Produktionsmethode kann eine höhere Leistung pro Flächeneinheit erzielen als die Aquakultur oder der Gemüseanbau allein und somit die Landnutzungseffizienz verbessern.

2. Reduzierung der Produktionskosten
Aufgrund der Reduzierung des Einsatzes von Düngemitteln und einiger Medikamente sowie der Wiederverwendung von Wasserressourcen kann das Aquaponik-System die Produktionskosten im langfristigen Betrieb senken. Beispielsweise können in einigen groß angelegten Aquaponik-Farmen durch eine vernünftige Systemgestaltung die Wiederverwendung und Reinigung von Wasser eine große Menge an Wasserkosten einsparen und die Ausgaben für den Kauf von chemischen Düngemitteln senken, wodurch die Produkte wettbewerbsfähiger auf dem Markt werden.

3. Diversifizierter Produktverkauf
Dieses System kann gleichzeitig Fisch und Gemüse produzieren und den Produzenten vielfältige Produktoptionen zum Verkauf bieten. Ob es sich um frischen Fisch wie Seebarsch, Tilapia usw. oder um Bio-Gemüse wie Salat, Spinat usw. handelt, sie können die Bedürfnisse verschiedener Verbraucher erfüllen, die Vertriebskanäle erweitern und die Einnahmequellen erhöhen.

1. Herstellung gesunder Lebensmittel
Das im Aquaponik-System produzierte Gemüse wächst in nährstoffreichem recyceltem Wasser und ist nicht durch chemische Düngemittel und Pestizide in der traditionellen Landwirtschaft verschmutzt. Darüber hinaus wachsen Fische in einer sauberen Wasserumgebung, und ihr Fleisch ist köstlicher und gesünder. Beispielsweise hat der im Aquaponik-System produzierte Salat zarte Blätter, einen guten Geschmack und ist reich an Nährstoffen, und die Fische haben auch keine Medikamentenrückstände, was sichere und beruhigende Lebensmittel sind.

2. Erzielung einer ökologischen Produktion
Solange das Aquaponik-System gemäß den Standards der ökologischen Produktion verwaltet wird, ist es leicht, eine ökologische Zertifizierung zu erhalten. Denn sein Produktionsprozess entspricht den Grundprinzipien der ökologischen Landwirtschaft, d. h. es werden keine chemischen synthetischen Düngemittel, Pestizide oder gentechnisch veränderte Technologien eingesetzt, wodurch den Verbrauchern echte Bio-Lebensmitteloptionen angeboten werden.