In der Aquaponik produzieren Fischabfälle Ammoniak, den nützliche Bakterien zunächst in Nitrit und dann in Nitrat umwandeln – einen pflanzenverträglichen Nährstoff. Dieser biologische Kreislauf, der Stickstoffkreislauf genannt, ist der Motor, der die Aquaponik selbsttragend macht.
Was ist der Stickstoffkreislauf in der Aquaponik?
Der Stickstoffkreislauf ist der biologische Prozess, der Fischabfälle in Pflanzendünger umwandelt. Fische scheiden Ammoniak durch ihre Kiemen und im Urin aus. Unkontrolliert ist Ammoniak bei Konzentrationen über 0,5 mg/L tödlich für Fische. Der Stickstoffkreislauf löst dieses Problem, indem er zwei Gruppen von Bakterien einsetzt.
Die erste Gruppe, Nitrosomonas-Bakterien, besiedelt die Oberflächen Ihres Wachstumsmediums, der Tankwände und Rohre. Sie verbrauchen Ammoniak (NH₃) und wandeln es in Nitrit (NO₂⁻) um. Nitrit ist tatsächlich giftiger für Fische als Ammoniak – bereits 0,25 mg/L können die meisten Arten stressen. Die zweite Gruppe, Nitrospira-Bakterien, wandelt dann Nitrit in Nitrat (NO₃⁻) um, das für Fische weit weniger schädlich ist und der primäre Stickstoffnährstoff ist, den Pflanzen durch ihre Wurzeln aufnehmen.
Das Ergebnis ist ein geschlossenes Kreislaufsystem: Fische versorgen die Bakterien, Bakterien entgiften das Wasser, und Pflanzen verbrauchen das entgiftete Wasser und reinigen es gleichzeitig für die Fische.
Was passiert während der Ammoniak-, Nitrit- und Nitratstufen des Kreislaufs?
Das Verständnis der drei Phasen hilft Ihnen, Ihre Wassertestergebnisse zu interpretieren und zu wissen, ob Ihr System gesund ist.
Phase 1 – Ammoniakspitze. Wenn Sie zum ersten Mal Fische (oder Ammoniak aus einer anderen Quelle) hinzufügen, werden Sie einen Anstieg der Ammoniakniveaus feststellen. Das ist normal. Nitrosomonas-Bakterien beginnen zu besiedeln und sich zu vermehren. Ammoniak sollte seinen Höhepunkt erreichen und dann abnehmen, wenn die Bakterienkolonie groß genug wird, um ihn zu verarbeiten.
Phase 2 – Nitritspitze. Wenn sich Nitrosomonas-Bakterien vermehren und Ammoniak effizient verarbeiten, beginnt Nitrit zu akkumulieren. Dies ist oft die gefährlichste Phase für Fische. Sie müssen möglicherweise partielle Wasserwechsel durchführen, um Nitrit während dieser Phase unter 1 mg/L zu halten.
Phase 3 – Nitratpräsenz. Wenn Ammoniak nahe null, Nitrit nahe null und ein messbarer Nitratspiegel vorhanden sind, ist Ihr System vollständig zykliert. Nitrat wird weiter aufbauen, es sei denn, Pflanzen verbrauchen es oder Sie führen gelegentliche Wasserwechsel durch.
| Parameter | Unzykliertes System | Zyklierung im Gange | Vollständig zykliert |
|---|---|---|---|
| Ammoniak | Steigend | Abnehmend | < 0,5 mg/L |
| Nitrit | 0 | Steigend dann abnehmend | < 0,5 mg/L |
| Nitrat | 0 | 0–5 mg/L | 5–40 mg/L |
Wie lange dauert die Zyklierung eines neuen Aquaponiksystems?
Die meisten Systeme benötigen 3 bis 6 Wochen zur vollständigen Zyklierung, abhängig von der Wassertemperatur, der Quelle Ihrer Bakterien und wie Sie den Prozess verwalten.
Fischlose Zyklierung ist die empfohlene Methode für Anfänger. Sie fügen eine Ammoniakquelle hinzu – reine Ammoniaktropfen, Fischfutter, das zersetzt, oder eine kleine Menge Urin – ohne Fische hinzuzufügen. Dadurch können Sie den Kreislauf aggressiv durchführen, ohne die Fischgesundheit zu gefährden. Sie dosieren Ammoniak täglich auf 2–4 mg/L und überwachen den Kreislauf, bis sowohl Ammoniak als auch Nitrit innerhalb von 24 Stunden nach der Dosierung nahe null liegen. Dies dauert typischerweise 4–6 Wochen.
Fisch-in-Zyklierung platziert Fische vom ersten Tag an im System. Dies ist riskanter, da Fische Ammoniak- und Nitritspitzen ausgesetzt werden. Wenn Sie diesen Weg wählen, besetzen Sie mit 25–50% Ihrer endgültigen beabsichtigten Dichte, füttern Sie sparsam, testen Sie das Wasser alle 1–2 Tage und führen Sie Wasserwechsel durch, wenn Ammoniak oder Nitrit 1 mg/L übersteigt.
Die Verwendung einer geimpften Quelle kann die Zykluszeit erheblich verkürzen. Das Hinzufügen einer Tasse etabliertem Medium aus einem gesunden Aquaponik- oder Aquariumsystem führt eine große Kolonie nützlicher Bakterien ein. Einige Betreiber berichten über eine Zyklierung in unter 2 Wochen mit dieser Methode. Aquarienladenfiltermedien oder -schwämme können ebenfalls als Impfquelle dienen.
Temperatur spielt eine bedeutende Rolle: Bakterien gedeihen bei 25–30 °C (77–86 °F). In kalten Bedingungen unter 18 °C (64 °F) kann die Zyklierung ins Stocken geraten. Wenn Ihr Aufbau in einer kühlen Umgebung ist, erwägen Sie einen Tauchkörperheizer während der Zyklusphase.
Wie testet man Wasser während des Stickstoffkreislaufs?
Genaue Wassertests sind während der Zyklierung und des regulären Betriebs unverzichtbar. Es gibt zwei Haupttestmethoden.
Flüssige Testkits (wie das API Freshwater Master Test Kit) sind genauer als Teststreifen und der Standardempfehlung für die Aquaponik. Sie testen Ammoniak, Nitrit, Nitrat und pH. Testen Sie während der Zyklierung täglich, dann alle 2–3 Tage, sobald Ihr System etabliert ist.
Digitale Messgeräte funktionieren gut für pH und gelösten Sauerstoff, können aber Ammoniak oder Nitrit nicht zuverlässig messen. Verwenden Sie ein digitales Messgerät neben Flüssigkeitstestkits und nicht als Ersatz.
Was in jeder Phase zu beachten ist:
- Während der Zyklierung: Erwarten Sie erhöhten Ammoniak (1–4 mg/L) und dann erhöhtes Nitrit (1–5 mg/L), bevor beide auf nahezu null fallen
- In einem etablierten System: Ammoniak und Nitrit sollten unter 0,5 mg/L bleiben; Nitrat zwischen 5–40 mg/L; pH zwischen 6,8–7,2
Führen Sie ein Protokoll Ihrer Testergebnisse. Plötzliche Ammoniakspitzen in einem etablierten System weisen auf Überfütterung, einen toten Fisch oder ein bakterielles Absterben durch ein chemisches Kontaminationsereignis hin (z.B. Seifenrückstände auf Geräten).