Kurzantwort
Bei der Hydroponik wachsen Pflanzen in einer mineralischen Nährlösung, wobei sich die Wurzeln im Wasser oder in einem inerten Substrat befinden. Bei der Aeroponik hängen die Wurzeln in der Luft und werden mit Nährlösungsnebel besprüht. Dadurch erhalten sie mehr Sauerstoff, sind aber empfindlicher gegenüber Pumpenausfällen. Bei der Aquaponik versorgen durch Bakterien umgewandelte Fischausscheidungen die Pflanzen mit Nährstoffen. So werden Fische und Nutzpflanzen produziert, allerdings lassen sich Nährstoffversorgung und pH weniger präzise steuern.
Aeroponik vs. Hydroponik vs. Aquaponik: Was ist der Unterschied?
Beim Vergleich Aeroponik vs. Hydroponik liegt der Unterschied darin, wie die Nährlösung zu den Wurzeln gelangt. Bei der Hydroponik wachsen Pflanzen mit ihren Wurzeln in einer fließenden oder stehenden Nährlösung oder werden von ihr benetzt, häufig in einem inerten Substrat. Bei der Aeroponik hängen die Wurzeln in der Luft und werden mit einem feinen Nährlösungsnebel besprüht. Aquaponik ist ein dritter Ansatz: Sie kombiniert Fischzucht mit Hydroponik, sodass durch Bakterien umgewandelte Fischausscheidungen die Pflanzen anstelle von abgepacktem Dünger versorgen.
Streng genommen ist Aeroponik eine spezielle Form des erdelosen Anbaus, und viele Anbauer betrachten sie als Teilbereich der Hydroponik. Alle drei sind geschlossene oder teilweise geschlossene Systeme, die deutlich weniger Wasser benötigen als die Bewässerung im Freiland. Sie unterscheiden sich hinsichtlich Komplexität, Risiko, Steuerung der Nährstoffversorgung und Betriebskosten. Diese Unterschiede bestimmen, welches System zu einem gewerblichen Projekt passt.
Was ist Hydroponik?
Hydroponik bezeichnet den Anbau von Pflanzen ohne Erde. Alle mineralischen Nährstoffe werden über eine aus Düngesalzen angemischte wässrige Lösung zugeführt. Der Anbauer legt die Rezeptur fest und kontrolliert die Lösung anhand von EC und pH. Zu den gängigen hydroponischen Verfahren gehören:
- Nährfilmtechnik (NFT): Ein dünner Nährlösungsfilm fließt durch geneigte Rinnen an den freiliegenden Wurzeln vorbei. Lesen Sie unseren Ratgeber zu NFT-Hydroponiksystemen.
- Tiefwasserkultur (DWC): Die Wurzeln hängen unter schwimmenden Pflanzplatten in einer tiefen, belüfteten Nährlösung. Lesen Sie den Ratgeber zur Tiefwasserkultur.
- Ebbe-und-Flut, Tropfbewässerung und Dutch Buckets (Bato-Eimer): Pflanzen in Substrat werden nach einem festgelegten Zeitplan bewässert.
Ausführliche Grundlagen finden Sie unter Was ist Hydroponik?.
Was ist Aeroponik und wie funktioniert sie?
Aeroponik lässt sich einfach definieren: Pflanzen werden in einer geschlossenen Kammer oder Säule gehalten, wobei ihre Wurzeln in der Luft hängen. Düsen besprühen die Wurzeln in regelmäßigen Abständen mit Nährlösung. Überschüssige Lösung fließt in einen Tank und wird im Kreislauf wiederverwendet. Da die Wurzeln von Luft statt von Wasser umgeben sind, erhalten sie reichlich Sauerstoff. Bei gut geführtem Betrieb kann dies das Wachstum beschleunigen.
Es gibt zwei recht unterschiedliche Arten von Aeroponiksystemen. Viele Missverständnisse entstehen dadurch, dass sie miteinander verwechselt werden:
- Hochdruck-Aeroponik erzeugt mit einer Druckpumpe, einem Druckspeicher und feinen Vernebelungsdüsen sehr kleine Tröpfchen, meist durch kurze Sprühimpulse alle paar Minuten. Dies ist die „echte“ Aeroponik, die in der Forschung, in einigen gewerblichen Pflanzenfabriken und bei der Pflanzkartoffelproduktion eingesetzt wird. Sie ist präzise, aber anspruchsvoll: Düsen verstopfen, der Druck muss aufrechterhalten werden, und bei einem Ausfall der Zeitschaltsteuerung oder Pumpe sind die Wurzeln innerhalb weniger Minuten ungeschützt.
- Niederdruck-Aeroponik nutzt gewöhnliche Pumpen, um die Lösung durch größere Düsen zu versprühen oder tropfenweise zu verteilen beziehungsweise an der Innenseite eines Turms herablaufen zu lassen. Viele vertikale Aeroponik-Anbautürme für Gewächshäuser und Privathaushalte arbeiten auf diese Weise. Die Tröpfchen sind größer und die Wurzeln liegen teilweise in einem dünnen Flüssigkeitsfilm. Daher ähnelt das Verfahren in seiner Funktionsweise eher NFT, ist jedoch weniger störanfällig und wesentlich einfacher zu warten.
Aeroponischer Anbau findet sich am häufigsten in vertikalen Türmen für Blattgemüse, Kräuter und Erdbeeren, bei der Produktion von Miniknollen für Pflanzkartoffeln sowie in der Forschung. Unser ananasförmiger Aeroponik-Turm für Gewächshäuser ist ein Beispiel für eine vertikale Niederdruckkonstruktion. Der Ratgeber zu Hydroponik-Türmen erläutert die Unterschiede zwischen den Türmen.
Was ist Aquaponik?
Aquaponik verbindet ein Fischbecken mit Kreislaufführung mit einem Pflanzenanbausystem. Fische scheiden Ammoniak aus. Nitrifizierende Bakterien im Biofilter und in den Pflanzbeeten wandeln es zunächst in Nitrit und anschließend in Nitrat um, das die Pflanzen aufnehmen. Die Pflanzen reinigen das Wasser, das zu den Fischen zurückfließt. Landwirtschaftliche Beratungsstellen weisen darauf hin, dass ein neues System vor der Bepflanzung mindestens mehrere Wochen benötigt, bis sich diese Bakterien etabliert haben.
Der Pflanzenbereich einer Aquaponikanlage kann aus Substratbeeten, schwimmenden Pflanzplatten in Tiefwasserkultur oder NFT-Rinnen bestehen. NFT-Aquaponik, auch Nährfilm-Aquaponik genannt, eignet sich gut für Blattgemüse, benötigt jedoch eine wirksame Feststofffiltration, da Fischausscheidungen enge Rinnen verstopfen und sich auf den Wurzeln ablagern können. Vertikale Aquaponiksysteme nutzen Türme oder übereinander angeordnete Beete, um die Pflanzendichte über den Fischbecken zu erhöhen.
Der Kompromiss liegt in der Steuerbarkeit. Im Vergleich von Hydroponik und Aquaponik ermöglicht die Hydroponik, jeden Nährstoff direkt einzustellen. Bei der Aquaponik hängt die Nährstoffversorgung vom Fischbesatz und der Fütterung ab. Der pH muss einen Kompromiss zwischen den Anforderungen von Fischen, Bakterien und Pflanzen darstellen, häufig etwa 6–7 gegenüber ungefähr 5.5–6.5 in der Hydroponik. Einige Elemente, meist Eisen, Kalium und Calcium, müssen in der Regel zusätzlich zugeführt werden.
Wie unterscheiden sich Aeroponik, Hydroponik und Aquaponik?
| Faktor | Hydroponik | Aeroponik | Aquaponik |
|---|---|---|---|
| Wurzelumgebung | Nährlösungsfilm, Tiefwasser oder inertes Substrat | Luft, mit regelmäßiger Vernebelung oder Besprühung mit Nährlösung | Wasser aus Fischbecken, über Substrate, schwimmende Pflanzplatten oder Rinnen |
| Nährstoffquelle | Mineraldünger, nach Rezeptur angemischt | Mineraldünger, nach Rezeptur angemischt | Durch Bakterien umgewandeltes Fischfutter sowie Nährstoffergänzungen |
| Typischer pH | Etwa 5.5–6.5 | Etwa 5.5–6.5 | Kompromiss, häufig etwa 6–7 |
| Steuerung der Nährstoffversorgung | Hoch | Hoch | Mittel; abhängig von Fischbiomasse und Fütterung |
| Sauerstoffversorgung der Wurzeln | Gut bis sehr gut, je nach Verfahren | Sehr hoch | Gut; auch die Fische benötigen Belüftung |
| Empfindlichkeit gegenüber Pumpen- oder Stromausfall | Gering (DWC) bis hoch (NFT) | Sehr hoch bei Hochdrucksystemen | Hoch, da auch die Fische auf Belüftung angewiesen sind |
| Technische Komplexität | Mittel | Mittel (Niederdruck) bis hoch (Hochdruck) | Hoch: zwei lebende Systeme müssen betreut werden |
| Typische Kulturen im gewerblichen Anbau | Salat, Kräuter, Tomaten, Gurken, Erdbeeren, Paprika | Blattgemüse, Kräuter, Erdbeeren, Pflanzkartoffeln | Blattgemüse und Kräuter sowie Fische |
| Haupteinnahmequelle | Kulturpflanzen | Kulturpflanzen | Nutzpflanzen und Fische |
Welche Vor- und Nachteile hat jedes System?
Hydroponik
- Vorteile: ausgereifte, weithin bekannte Technik; vollständige Kontrolle über die Nährstoffversorgung; große Auswahl an Verfahren für jede Kultur; Ausrüstung und Fachwissen sind leicht verfügbar.
- Nachteile: Dünger muss zugekauft und verbrauchte Nährlösung verantwortungsvoll entsorgt werden; einige Verfahren (NFT) bieten kaum Puffer bei Ausfällen.
Aeroponik
- Vorteile: hervorragende Sauerstoffversorgung der Wurzeln; geringes Nährlösungsvolumen; sehr leichte, für vertikale Türme geeignete Konstruktionen; Wurzeln lassen sich leicht kontrollieren.
- Nachteile: Düsen verstopfen, insbesondere bei hartem Wasser oder schlecht gelöstem Dünger; Hochdrucksysteme benötigen präzise Pumpen und Zeitschaltsteuerungen; jede Unterbrechung lässt die Wurzeln schnell austrocknen.
Aquaponik
- Vorteile: Fischausscheidungen ersetzen den Großteil des Düngers; zwei Produkte aus einem Wasserkreislauf; spricht Käufer an, die eine ökologisch orientierte Produktion suchen, abhängig von den örtlichen Zertifizierungsvorschriften.
- Nachteile: längere Einlaufphase; der pH-Kompromiss begrenzt die maximale Pflanzenleistung; Fischgesundheit, Futterkosten und Tierschutzvorschriften erhöhen das Risiko; Skalierung und schnelle Problemlösung sind schwieriger, da Pflanzenschutzmittel und viele Behandlungsmittel nicht dosiert werden können, ohne Fische oder Bakterien zu schädigen.
Wie unterscheiden sich Wasserverbrauch, Energiebedarf und Wartungsaufwand?
Alle drei Systeme führen Wasser im Kreislauf. Daher ist der Wasserverbrauch pro Kilogramm Erntegut in der Regel deutlich geringer als bei der Bewässerung im Freiland. Die Unterschiede liegen in anderen Bereichen:
- Wasservolumen im System: Aeroponik enthält die geringste Menge an Nährlösung. Dadurch lässt sie sich schnell anpassen, bietet aber wenig Temperaturpuffer. Hydroponische Tiefwasserkultur enthält die größte Menge. Aquaponik hält große Wassermengen in Fischbecken und Biofiltern vor.
- Energie: Hochdruck-Aeroponik verursacht zusätzlichen Strombedarf durch Druckpumpen; Aquaponik benötigt kontinuierliche Belüftung für Fische und Bakterien; bei der Hydroponik variiert der Bedarf je nach Verfahren, wobei DWC-Belüftung und NFT-Umwälzpumpen die Hauptverbraucher sind. In Indoor-Farmen übersteigen Beleuchtung und Klimatisierung all diese Verbräuche in der Regel bei Weitem.
- Regelmäßige Wartung: Bei der Hydroponik stehen EC, pH und die Reinigung zwischen den Kulturdurchgängen im Mittelpunkt. Bei der Aeroponik kommen Kontrolle und Reinigung der Düsen hinzu. Aquaponik erfordert zusätzlich die tägliche Fischfütterung, Ammoniak- und Nitritmessungen sowie die Entfernung von Feststoffen.
- Abfälle: Hydroponik- und Aeroponiksysteme geben regelmäßig verbrauchte Nährlösung ab. Diese sollte für andere Kulturen wiederverwendet oder gemäß den örtlichen Vorschriften behandelt werden. Bei der Aquaponik entstehen feste Fischabfälle, die entfernt werden müssen und kompostiert werden können.
Welches System sollten gewerbliche Anbauer wählen?
Grenzen Sie Ihre Auswahl mit dieser Checkliste ein:
- Legen Sie Ihre Kultur und Ihren Absatzmarkt fest. Blattgemüse und Kräuter eignen sich für alle drei Systeme. Tomaten, Gurken und Paprika eignen sich deutlich besser für substratbasierte Hydroponik als für Aeroponik oder Aquaponik.
- Entscheiden Sie, ob Sie Fische verkaufen möchten. Falls nicht, erhöht Aquaponik die Komplexität ohne entsprechenden Nutzen.
- Prüfen Sie Ihr Wasser. Hartes oder salzhaltiges Wasser verursacht bei der Aeroponik verstopfte Düsen und bei allen Systemen pH-Verschiebungen. Planen Sie die Wasseraufbereitung frühzeitig.
- Bewerten Sie die Zuverlässigkeit der Stromversorgung. Bei häufigen Stromausfällen sollten Sie Systeme mit Wasserpuffer wie die Tiefwasserkultur bevorzugen oder eine Notstromversorgung einplanen.
- Schätzen Sie Fachkenntnisse und Arbeitskapazitäten realistisch ein. Hochdruck-Aeroponik und Aquaponik benötigen mehr technische Betreuung als NFT-, DWC- oder Tropfbewässerungssysteme.
- Vergleichen Sie die Kostentreiber. Bei der Hydroponik lassen sich Bau- und Betriebskosten in der Regel am besten kalkulieren. Bei der Aeroponik kommen Hochdruckkomponenten oder Turmkomponenten hinzu, bei der Aquaponik Becken, Biofilter, Fischbesatz und Futter.
- Testen Sie im kleinen Maßstab, bevor Sie erweitern. Erproben Sie das gewählte System mit Ihrem Wasser, Ihrem Klima und Ihren Kulturen, bevor Sie in eine vollständige Anlage investieren.
Für die meisten gewerblichen Projekte, die sich ausschließlich auf Gemüse konzentrieren, bleibt konventionelle Hydroponik wie NFT, DWC oder substratbasierte Systeme die risikoärmste Wahl. Niederdruck-Aeroponik-Türme eignen sich gut für Blattgemüse mit hoher Pflanzendichte in Gewächshäusern oder Indoor-Farmen. Aquaponik ist besonders sinnvoll, wenn Fische Teil des Geschäftsplans sind oder ihr Bildungs- und Marketingwert eine wichtige Rolle spielt. Unsere Übersicht zu gewerblichen Hydroponiksystemen geht näher auf Anlagengröße und Anlagenlayout ein.
Lohnen sich Aeroponik- und Aquaponik-Bausätze?
Ein Aeroponik-Bausatz oder ein kleiner aerohydroponischer Garten eignet sich gut, um das Verfahren kennenzulernen. Indoor-Aquaponikanlagen sind in Unterrichtsräumen und Privathaushalten beliebt. Unser Indoor-Aquaponiksystem mit Wasserkreislauf und LED ist ein Beispiel dafür. Für gewerbliche Käufer, die angebotene Aeroponiksysteme prüfen, stehen andere Fragen im Vordergrund: die Düsen- oder Sprühkonstruktion und ihre Reinigungsfreundlichkeit, Pumpenredundanz, lebensmitteltaugliche und UV-beständige Materialien, Rahmenstabilität sowie die Einbindung in Fertigation und Klimasteuerung.
Mars Vertical Farm stellt seit mehr als 20 Jahren Hydroponik- und Aeroponik-Türme, Rinnen und Pflanzenfabriken her und exportiert unter anderem in die USA, nach Kanada, Deutschland, Saudi-Arabien und Australien. Entdecken Sie unsere vertikalen Hydroponik-Türme und Anbauregale oder teilen Sie uns Ihre Kultur, Ihren Standort und Ihre angestrebte Produktionsmenge mit. Wir schlagen Ihnen ein passendes System vor und erstellen ein Angebot.
