Der Stickstoffkreislauf in der Aquaponik

Der Stickstoffkreislauf bezeichnet die Kette von Umwandlungen, die stickstoffreiche Abfälle im Wasser durchlaufen. Insbesondere Fische geben über ihren Kot und ihre Atmung Ammoniak und Ammonium (NH₃/NH₄⁺) ins Wasser ab. Diese beiden Verbindungen sind jedoch sehr giftig für Wasserorganismen. Ohne Eingreifen würden sie sich ansammeln und je nach Populationsdichte innerhalb von Stunden oder Tagen Ihre Fische gefährden.

Glücklicherweise werden Ammoniak und Ammonium in einem ausgewogenen Aquaponiksystem durch die Einwirkung von Mikroorganismen allmählich in weniger schädliche Substanzen umgewandelt. Durch diesen Nitrifikationszyklus entstehen Nitrate, die für Fische gut verträglich sind und den Pflanzen als Dünger dienen.

Während dieses Zyklus durchläuft Stickstoff drei chemische Hauptformen. Ammoniak und Ammonium stammen zunächst aus den Ausscheidungen der Fische (Urin, Kot, Atmung). Ammonium ist weniger giftig, aber beide sind in hohen Konzentrationen gefährlich. Bestimmte Bakterien oxidieren diese Verbindungen dann zu Nitriten, einer zweiten Form, die für Fische genauso giftig ist.

Schließlich wandeln andere Bakterien Nitrite in Nitrate um. Das Endprodukt des Kreislaufs sind Nitrate: Sie sind für Fische unschädlich und werden zu einer wichtigen Nährstoffquelle für Pflanzen.

Dieser Nitrifikationsprozess des Aquaponik-Systems wird durch im Wasser natürlich vorkommende nitrifizierende Bakterien gewährleistet. In der Aquaponik gibt es hauptsächlich zwei Gattungen nützlicher Bakterien : Nitrosomonas und Nitrobacter .

Nitrosomonas oxidiert Ammoniak und Ammonium zu Nitriten, während Nitrobacter Nitrite in Nitrate umwandelt. Sie besiedeln den Träger (Kulturbettmedien, Biobälle, Puzzolan usw.) und behandeln kontinuierlich das dort zirkulierende Wasser.

Es ist wichtig zu verstehen, dass nitrifizierende Bakterien günstige Bedingungen zum Gedeihen benötigen: gelösten Sauerstoff (da sie durch Oxidation funktionieren), einen geeigneten pH-Wert (ungefähr neutral) und Zeit, um sich zu etablieren.

Dieser von nützlichen Bakterien durchgeführte Nitrifikationszyklus (Stickstoffzyklus) ist für die Umwandlung von Fischabfällen in Nährstoffe, die von Pflanzen aufgenommen werden können, von entscheidender Bedeutung. Wenn Sie Fische zu schnell in ein neues System einsetzen, können sich Ammoniak und Ammonium aufgrund unzureichender Bakterien bis zu toxischen Konzentrationen ansammeln, was zu Stress oder Tod der Fische führt.

Warten Sie einige Wochen, bis sich die Bakterienkolonien entwickelt haben. Überwachen Sie während dieser Einlaufphase die Stickstoffparameter mit Tests. Setzen Sie Fische erst ein, wenn die Nitrite abnehmen und Nitrate auftreten, ein Zeichen dafür, dass der Zyklus funktioniert.

Auch nach der ersten Zyklisierung kann ein Ungleichgewicht im Stickstoffkreislauf auftreten und Ihr aquaponisches Ökosystem beeinträchtigen. Es ist wichtig, die Symptome eines schlecht etablierten oder unterbrochenen Zyklus zu erkennen. Achten Sie bei den Fischen auf Anzeichen von Stress : Wenn die Fische an der Oberfläche schnell atmen, apathisch werden oder ihren Appetit verlieren, kann dies auf einen Anstieg der Nitrit- oder Ammoniakwerte hinweisen. Pflanzenseitig sind vergilbendes Laub oder verkümmerte Triebe oft ein Zeichen für einen Mangel an Nitraten (Stickstoffmangel).

Regel Nummer eins lautet, regelmäßig Wassertests durchzuführen. Holen Sie sich ein komplettes Aquarienwassertestset, einschließlich Ammoniak, Nitrit und Nitrattests. Nur so können diese unsichtbaren Parameter genau gemessen werden.

Testen Sie idealerweise wöchentlich und dokumentieren Sie die Ergebnisse. Sie sollten immer maximal 1 mg/L NH₃/NH₄⁺, 2 mg/L NO₂⁻ und einen bestimmten NO₃⁻ Wert entsprechend dem Verbrauch Ihrer Pflanzen erhalten. Wenn Ammoniak oder Nitrite steigen, warten Sie nicht : Reduzieren Sie die Fischfütterung (Überfütterung ist eine häufige Ursache für Ammoniakspitzen), sorgen Sie vorübergehend für zusätzliche Belüftung und führen Sie bei Bedarf einen Teilwasserwechsel durch, um die Giftstoffe zu verdünnen. Denken Sie auch daran, den Biofilter zu warten , ohne ihn zu sterilisieren; Spülen Sie das Filtermedium beispielsweise niemals mit gechlortem Leitungswasser aus, da dies Ihre wertvollen Bakterien abtötet.

Und schließlich sollten Sie beim Starten eines neuen Systems oder beim Einsetzen neuer Fische Vorkehrungen treffen, um den Entstehungszyklus nicht zu überlasten. Ebenso kann man ein System „vorbereiten“, indem man vor dem Einsetzen der Fische eine Ammoniakquelle (z. B. einen Bakterienaktivator für Teiche) hinzufügt, wodurch sich gute Bakterien ansiedeln können, ohne das Leben der Tiere zu gefährden.