Aquaponik Wasserwerte – Was messen und warum?

Oft tauchen Fragen zu Wasser-Messwerten in Aquaponik Systemen auf. Welcher pH Wert ist denn optimal? Wie weiß ich, ob sich genügend Sauerstoff im Wasser befindet, welcher NH4 Wert ist okay, und warum misst man Ammonium, Nitrit und Nitrat nochmal?

Dabei sollte in einem Aquaponik System doch ohnehin ein stabiles Gleichgewicht herrschen und sich als eigenständiges Ökosystem von selbst regulieren. Das stimmt grundsätzlich auch. Treten allerdings Probleme auf, die in den meisten Fällen auf Fehler in der Systemkonstruktion oder auf die Bedienung zurückzuführen sind, können Wasserwerte schnell Aufschluss über die Ursache geben. So kann man auf Probleme schnell reagieren. Mit Routine-Messungen und einem gutem Auge für ein Aquaponik System kann man natürlich auch wunderbar  Problemen vorbeugen.

pH Wert

Der pH-Wert ist ein Maß für den sauren oder basischen Charakter des Wassers. Der Wert 7 beschreibt den neutralen Bereich. Unter 7 befindet sich der saure, darüber der alkalische Bereich.

Warum den pH Wert messen?

Bakterien und Mikroorganismen können nur in einem bestimmten Bereich leben, der aber von Art zu Art unterschiedlich sein kann. Während Forellen einen Bereich zwischen 5,5 und 9,2 dulden, sind beispielsweise Karpfen noch genügsamer mit Werten zwischen 5,0 und 10,8. Allerdings reden wir hier von Extrem-Grenzen die ohnehin nicht als Dauerzustand verstanden werden dürfen.

In welchem Bereich sollte der pH Wert in der Aquaponik liegen?

Aufgrund der verschiedenen Fisch- und Pflanzenarten sollte in der Aquaponik ein pH Bereich zwischen 6,0 und 8,0 angestrebt werden. Interessant ist auch, dass der pH Wert auch Aufschluss über Ammonium (NH4) und Ammoniak (NH3) liefert. Beträgt der pH Wert über 7, also basisch, spricht man bereits von Ammoniak (NH3). Liegt der Wert darunter, also im sauren Bereich, spricht man von Ammonium (NH4) – der konjugierten Säure von Ammoniak.

Dazu solltest du wissen, dass die Anreicherung von Ammoniak (NH3) für die Fische gefährlicher ist, als die von Ammonium (NH4). Liegt der pH Wert also unter 7, brauchst du dich also nicht um das für die Fische so giftige Ammoniak sorgen.

Stelle unbedingt sicher, dass die Komponenten deiner Aquaponik-Anlage den pH Wert nicht beeinflussen. Das beginnt beim Grow Bed und Fish Tank. Bevorzuge unbedingt Kunststoffe die frei von Weichmachern und Schwermetallen sind. Als Leitungen haben sich lebensmittelechte PVC-U Leitungen bewährt. Verwende auch pH-neutrales Grow Media.

Ammonium (NH4) & Ammoniak (NH3)

Der Stoffwechsel der Fische belastet die Reinheit des Wassers. Das passiert vorwiegend durch die Freisetzung von Ammonium über den Fischkot. Das zugeführte Fischfutter wird von den Fischen gefressen und anschließend wieder ausgeschieden. Dadurch entsteht die chemische Verbindung Ammonium (NH4) die der Wasserqualität und damit den Fischen auf Dauer zusetzt. Je nach pH Wert kann so zunehmend auch die für die Fische giftige Verbindung Ammoniak (NH3) entstehen wenn keine eingespielte Biologie entgegenwirkt.

Doch nicht nur durch Futter und Fischkot wird Ammonium freigesetzt. Bei bakterieller Verrottung von Biomasse, wie abgestorbene Pflanzen oder toter Fische, werden ebenfalls große Teile von Ammonium frei.

Mit der Freisetzung von NH4 beginnt der Stickstoffkreislauf, der wichtigste Vorgang, auf dem das Konzept der Aquaponik aufbaut. Ammonium ist die erste Grundvoraussetzung sodass der Kreislauf in Schwung kommen kann. Erst durch den Abbau der organischen Substanzen über die Stufen-Proteine > Ammonium > Nitrit > Nitrat gelangen die Pflanzen an ihre Nährstoffe.

 

Warum Ammonium messen?

Durch das Feststellen des Ammonium-Werts kannst du relativ gut sehen, ob der „biologische Motor“ deiner Anlage auch „Treibstoff“ bekommt. Besonders beim Start, in der sogenannten „Cycling-Phase“, erkennst du, ob deine Fische bereits Ammonium bzw. Ammoniak produzieren.

Frage dich:

• Ist deine Anlage mit ausreichend vielen Fischen besetzt?
• Fütterst du deine Fische oft genug?

Misst du hingegen sehr hohe Ammoniumwerte (>0,5ppm) bedeutet das, dass dein Biofilter bzw. deine Grow Beds wahrscheinlich nicht richtig arbeiten oder mit der produzierten Menge Ammonium überfordert sind. (z.B. durch eine Unterdimensionierung des Filtermediums und mangelnde Besiedelung durch Bakterien und Mikroorganismen)

Frage dich:

• Ist dein Grow Bed, dein Biofilter ausreichend groß dimensioniert, sodass ausreichend Besiedelungsfläche für Bakterien und Mikroorganismen gegeben ist?
• Hast du möglicherweise zu viele Fische im Verhältnis zur Filterkapazität in deinem System? Fütterst du zu intensiv?
• Befinden sich möglicherweise tote Fische im Becken?

In welchem Bereich sollte der Ammonium NH4 Wert in der Aquaponik liegen?

NH4 wird in mg/l bzw. ppm (parts per million) gemessen. Die Farbskala unserer angebotenen Ammonium (NH4) Test-Kits reicht von <0,05 bis 5ppm. Grundsätzlich sollte ein Wert so niedrig wie möglich angestrebt werden.

Nitrit (NO2)

Nitrit ist ein Zwischenprodukt im Stickstoffkreislauf und eher Mittel zum Zweck. Nitritbakterien, Nitritifizierer – sogenannte Nitrosomonas sind für die Umwandlung des zuvor angereichterten Ammoniums in das Zwischenprodukt Nitrit zuständig. Im Anschluss bildet sich aus Nitrit durch Oxidation und Nitrobacter Bakterien das Nitrat. Nitrat ist die Stickstoff-Verbindung, die für das Wachstum der Pflanzen verantwortlich ist.

Warum Nitrit (NO2) messen?

Als Zwischenprodukt gibt dir Nitrit Auskunft über den Vorgang der Nitrifizierung. Dem Vorgang zur Bereitstellung von Nährstoffen für die Pflanzen und den Abbau von Giftstoffen.

Fällt der Wert zu hoch aus (>0,5ppm), weist das auf ein Problem oder eine Blockade in der Nitrifizierung hin. Das bedeutet, dass deine Nitrobacter und Nitrosomonas Bakterien entweder zu wenig, oder noch nicht effektiv genug arbeiten.

Prüfe wieder die Dimensionierung (Volumen) deiner Grow Beds oder des Biofilters im Verhältnis zu Fischbecken, Fischbesatz und Fütterungszyklen.

Bakterien und Mikroorganismen arbeiten bei niedrigen Temperaturen weniger effektiv und stellen die Arbeit bei unter 5°C so gut wie ein.

Frage dich:

• Gibt es andere, nicht beabsichtigte Ammonium-Produzenten wie tote Fische, Fäulnis oder ähnliches im System, denen die Bakterien aus deinem Biofilter vielleicht unterlegen sind?

Der Nitritwert gibt dir also Auskunft über den Stufenprozess der Nitrifizierung und zeigt dir, ob dein Wasser für die Fische unter Umständen sogar toxisch wirkt.

In welchem Bereich sollte der Nitrit NO2 Wert in der Aquaponik liegen?

NO2 wird ebenfalls in mg/l bzw. ppm (parts per million) gemessen. Die Farbskala unserer angebotenen Nitrit (NO2) Test-Kits reicht von <0,01ppm bis 1,0ppm.

Übersteigt der Nitrit (NO2) Wert 0,5ppm ist das ein Zeichen für eine Blockade oder Überforderung im Prozess der Nitrifizierung. Liegt der Wert in der gelben Farbskala kannst du davon ausgehen, dass die Bereitstellung von Nitrat=Nährstoffen für deine Pflanzen und der Abbau von giftigem Ammoniak und Nitrit gut funktioniert.

Nitrat (NO3)

Klappt die eingangs beschriebene Nitrifikation, der Abbau von Ammonium über Nitrit zu Nitrat, so bekommen die Pflanzen nun endlich was sie brauchen – Ihre Nährstoffe.