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Verschiedene Hydroponik-Systeme

Passive und Aktive Hydroponik-Systeme

Passive Hydroponik-Systeme sind einfache Systeme, die ohne zusätzlichen Energieaufwand funktionieren. Bei der aktiven Hydroponik werden zusätzlich Pumpen, Belüfter, Luftbefeuchter oder Sprüh-Vernebler eingesetzt. Diese benötigen zusätzliche Energie, meist in Form von Strom. Aktive Hydroponik Systeme sind zwar komplexer im Aufbau, aber durch den Sauerstoffeintrag um ein vielfaches effektiver, was das Pflanzenwachstum betrifft.

Passive Hydroponik: Docht-Bewässerung

Einfaches, passives Hydroponik-System. Ein Dochtsystem (Wick Watering) benötigt keine beweglichen Teile und keine Energie. Die Pflanze wird in einem Substrat kultiviert, das durch die Kapillarwirkung des Dochtes mit Nährstofflösung versorgt wird. 

Die Versorgung der Pflanzen über den Docht ist nicht so effektiv, wie bei anderen hydroponischen Systemen. Der Docht kann durch Mineralienablagerungen verstopfen. Nachteilig ist bei diesem System, dass den Wurzeln kein extra Sauerstoff zugeführt wird. Das System ist technisch einfach aber das Pflanzenwachstum ist langsamer, als bei anderen, aktiven hydroponischen Systemen.

Aktive Hydroponik: Ebbe - Flut Systeme

Ebbe-Flut Systeme (Ebb and Flood oder Flood and Drain) verwenden eine Pumpe, die die Pflanzenebene zeitgesteuert mit Nährstofflösung überflutet. Die Pflanzen, die mit Substrat in Netztöpfen sitzen, nehmen die benötigte Menge an Nährstofflösung auf. Nach Abstellen der Pumpe wird die überschüssige Nährstofflösung über einen Überlauf in den Vorratsbehälter zurückgeführt. Oft bleibt eine Restmenge stehen, um das System weniger anfällig zu machen, falls die Pumpe einmal ausfallen sollte. Ebbe -  Flut Systeme zählen zur aktiven Hydroponik.

Über das Heben und Senken des Flüssigkeitsspiegels wird besonders im Wurzelbereich immer wieder Sauerstoff eingebracht, was zu sehr gutem Pflanzenwachstum führt. Über die Zeitschaltuhr kann der Ebbe-Flut Rhythmus den Anforderungen der angebauten Pflanzen optimal angepasst werden. Das System ist einfach und benötigt nur geringen Pflegeaufwand.

Aktive Hydroponik: NFT - Nährstoff-Film-Technik

NFT bzw. Nährstoff-Film-Technik Systeme (Nutrient Film Technique) zeichnen sich durch einen permanenten Nährstofffluss aus, der in einem dünnen „Film“ die Wurzeln umfließt und somit versorgt. Eine Pumpe fördert die Nährstofflösung auf eine schiefe Ebene (Röhre), auf der die Pflanzenwurzeln liegen, umspült und dadurch kontinuierlich versorgt werden. Die ständige Strömung verhindert Nährstoffansammlungen. 

Durch den besonderen Aufbau von NFT-Systemen wird der Nährstofflösung Sauerstoff zugeführt, meist durch Fallrohre oder Vortexsysteme. Auf Pflanzsubstrat wird meist verzichtet, so dass die Wurzeln ungehinderten Zugang zu Nährstoffen und Sauerstoff haben und schnell wachsen können. NFT - Nährstoff-Film-Technik zählt zu den aktiven hydroponischen Systemen.

Aktive Hydroponik: DWC - Tiefwasser-Kultur (Deep Water Culture)

Bei Tiefwasser-Kultur-Systemen, geläufiger ist der Begriff DWC-System, werden bereits gut bewurzelte Pflanzen in einem Netztopf auf einer schwimmenden  Platte in das  Flüssigkeitsreservoirs eingelegt, wie ein Floß (siehe auch Azteken/"chinampas"). Zur Stabilisierung der Pflanze kann der Netztopf mit Substrat, z.B. Tonkugeln, gefüllt werden. Die Wurzeln hängen direkt in der Nährstofflösung, die aktiv mit Sauerstoff angereichert wird. Dies geschieht mittels Luftpumpe und Belüftungssteinen, die sehr feine Luftblasen ins Wasser eintragen.  

Da die Wurzeln ständig mit sauerstoffreicher Nährlösung versorgt werden wachsen die Pflanzen sehr schnell und kräftig. Das System ist einfach und sicher, auch bei einem Stromausfall passiert den Pflanzen noch nichts. Durch das große Wasserreservoir kann man das System auch einige Tage alleine lassen, ohne sich darum kümmern zu müssen. 

Beim DWV-System können die Pflanzen auch auf einer Art Floß sitzen und auf der Nährstofflösung schwimmen.

Aktive Hydroponik: DFT - Tiefwasser Nährstoff Film Technik (Deep Flow Technique)

Die Tieffluss-Technik, besser bekannt als DFT, ist eine Variante der NFT Technik, die auch als Nutrient Film bzw. Nährstoff-Film-Technik bezeichnet wird. Statt des dünnen Nährstofffilms werden die Pflanzen von einer ca. 2-4 cm hohen Nährstofflösung umströmt. Das prinzipielle Verfahren ist gleich und arbeitet rezirkulierend. 

Die Tieffluss-Technik DWC macht dieses Anbausystem sicherer, da bei einem Pumpenausfall die Wurzeln weiterhin versorgt sind. Das Verfahren hat sich aber kaum durchgesetzt, da besonders bei längeren / größeren Systemen, die Versorgung der Pflanzen mit Sauerstoff unterschiedlich ist und die Pflanzen dadurch ungleichmäßig wachsen. Es zählt zu den aktiven Hydroponics Systemen.

Aktive Hydroponik: Tröpfchenbewässerung

Bei der Tröpfchenbewässerung (Drip System) wird über eine Tropfleitung die Nährstofflösung auf das Substrat um die Pflanzen getropft. Die Nährstofflösung fließt an den Wurzeln vorbei und versorgt diese direkt. Die überschüssige Flüssigkeit fließt ab und zieht dabei Sauerstoff in den Wurzelbereich, der für das Pflanzenwachstum wichtig ist. 

Durch das Abtropfsystem wird Staunässe vermieden, was für die Wurzelentwicklung gut ist. Durch die anpassbare Bewässerungshäufigkeit wird eine gute Flüssigkeitsaufnahme erzielt, was zu hohen Erträgen führt.

Nicht rezirkulierendes System:

Im industriellen Anbau gibt es oft non-recovery Systeme, um optimalen Ertrag zu erzielen. Die Pflanzen werden hier immer mit frischer und gleich eingestellter Nährstofflösung versorgt. Es wird nichts im Kreislauf gefahren, um z.B. die Verbreitung von Krankheitserregern zu vermeiden. Dieses Verfahren verbraucht aber mehr Wasser und Nährstoffe, die verloren gehen.

Rezirkulierendes System:

Die Nährstofflösung wird aufgefangen und über eine Pumpe den Pflanzen wieder zugeführt, wodurch wenig Ressourcen verbraucht werden. Die Berieselungsfrequenz wird an den Bedarf der Pflanzen angepasst und über eine Zeitschaltuhr gesteuert. 

Aktive Hydroponik: Tröpfchenbewässerung, nicht rezirkulierend

Aktive Hydroponik: Tröpfchenbewässerung, rezirkulierend

Aktive Hydroponik: Aeroponik - Nebel aus Nährstofflösung

In einem aeroponischen Anbausystem (Aeroponic System) hängen die Wurzeln von Stecklingen oder Pflanzen nicht in einer Flüssigkeit, sondern in einem Nebel aus Nährstofflösung. Die Pflanzen werden mit Netztöpfen in eine Kammer eingehängt, wo die Wurzeln durch Wasserdüsen / Nebeldüsen mit Nährstofflösung besprüht beziehungsweise eingenebelt werden. 

Aeroponische Systeme bieten die optimale Versorgung der Wurzeln mit allem, was sie zum Wachsen benötigen, sie arbeiten sehr effektiv und liefern maximales Pflanzenwachstum und zählen deshalb zu den aktiven Hydroponic Systemen. Der technische Aufwand ist wegen des hohen Wasserdrucks für die Düsen oder die eingesetzten Vernebler jedoch hoch. Außerdem muss durch technische Maßnahmen ein Verstopfen der Düsen vermieden werden. Nachteilig ist, dass ein Ausfall der Vernebler nicht lange Zeit von den frei hängenden Wurzeln verkraftet wird.

Aktive Hydroponik: Aquaponik - Pflanzenanbau und Fischzucht

Aquaponik (Aquaponic) setzt sich zusammen aus Aquakultur (Fischzucht) und Hydroponik (Pflanzenzucht), es werden also zwei Anbausysteme kombiniert. Die Ausscheidungen der Fische werden verwendet, um die Pflanzen mit Nährstoffen zu versorgen, sie werden recycelt und dienen als Dünger. 

Die Umwandlung der Ausscheidungen in von Pflanzen verwertbare Nährstoffe erfolgt mithilfe von Mikroorganismen. Dabei erfolgt auch gleichzeitig eine Reinigung des Wassers, so dass es in das Fischbecken zurückgeführt werden kann und die Fische gute Lebensbedingungen haben. So entsteht ein Kreislauf mit Win Win Situation. Neben dem Anbau von Salat und Gemüse werden Fische als Nahrungsmittel gezüchtet oder Teiche mit Zierfischen sauber gehalten.