Kreislaufanlagen in der Fischzucht (Aquaponic) als Zusatzerwerb fr die Schweizer Landwirtschaft26.01.07: Projektstand, Erfolge, Probleme Andreas Graber, Fachstelle kotechnologie

Inhalt Projektidee Projektziele Aquaponic weltweit Egliproduktion im Gewchshaus Forellenproduktion im Freiland Pflanzenproduktion www.aquaponic.ch

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Projektidee Die EU will 2003 2008 in Aquakultur 10'000 Arbeitspltze schaffen Kreislaufanlagen ermglichen effiziente Produktion ohne Beeintrchtigung der Umwelt - wenn die Abwsser genutzt werden ! Meist keine Verwertung Schweizer Landwirtschaft soll Lcke im Angebot von nachhaltig produziertem Fisch als neuen Erwerbszweig erschliessen HSW entwickelt Aquaponic- Anlagen: keine Umweltbelastung, Abwsser und Schlmme werden in Pflanzenproduktion genutzt Produktion aus Kleinanlagen soll von Grossproduzenten verarbeitet und vermarktet werden.www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Warum Fisch in der Landwirtschaft?Futterquelle Proteingehalt % Fisch Huhn Rind 32 18 11 Energie : Protein kJ/g 36 67 100 g Zuwachs / g Futter 0.84 0.48 0.13 Wachstumsleistung Proteinzuwachs g/g Futterprotein 0.36 0.33 0.15 Proteinzuwachs g / MJ Futter 11.2 5.5 1.4

Fische sind bessere Futterverwerter als warmbltige Tiere, weil: sie keine Energie zur Erhaltung der Krperwrme bentigen sie Stickstoff als Ammonium statt Harnstoff ausscheiden sie im viskosen Medium Wasser einen grsseren Anteil Muskelfleisch ausbilden als Landtierewww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Projektziele Kreislaufanlagen entwickeln zur integrierten Fisch- und Pflanzenproduktion (Aquaponic) Zwei Betriebsformen: Intensivkulturen im Gewchshaus extensive Kleinanlagen im Freiland Kommerzieller Nutzpflanzenanbau: Nhrstoffrecycling, Gemse/Kruter/Beeren fr den Schweizer Markt Dimensionierung Fischproduktion und Hydroponic Phosphor-Recycling optimieren Schlammverwertung in Bodenkulturen Label-Produktion nach Bio-Suisse Schdlingskontrolle mit Nutzinsektenwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Aquaponic fr Tilapien in den Tropen gehts einfach

UVI - University of Virgin Islands

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Pflanzenproduktion auf Styroporflossen

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HSW: Aquaponic mit RieselfilterWasser

Fische Fischfutter

Bodenkultur

Hydrofilterwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Einblicke in die Hydroponic

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Aquaponic fr Egli System HSWDruckpumpe permanent Druckpumpe niveaugesteuert Abflussleitung Rckflussleitung Blhton-Filterkisten Durchflussregulierung

Gewchshaus C189

Gewchshaus C190

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In Aquaponic getestete Fischarten

Tilapia (Oreochromis niloticus) Tropenhaus Ruswil, Aquaponic HSW 1999 - 2004

Bachforelle (Salmo trutta fario) Aquaponic Berggebiet (Wergenstein GR) seit 2004

Flussbarsch, Egli (Perca fluviatilis) Aquaponic HSW seit 2004www.aquaponic.ch

Regenbogenforelle (Oncorhynchus mykiss) Aquaponic Berggebiet (Donat GR) seit 2006a.graber@hsw.ch

Wachstum von Tilapia900 800 700 600

Gewicht [g]

500 400 300 200 100 0 0

FB2 HK3 FB3 HK10 FB3 HK11 FB2 HK6.1 FB2 HK6.2 FB3 HK12

60

120

180

240

300

360

420

480

540

Alter [Tage ab Schlupf]Messdaten aus dem Tropenhaus Ruswil Tilapien wachsen bei 28 C sehr schnell Man beachte, dass Anz. Tage ab Schlupf und nicht ab Startgewicht 5 gwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Wachstum von Egli: grosse UnterschiedeStckgewicht [g] 35 30 25 20 15 10 5 0 0 28 56 84 Tage ab Einsatz in Aquaponica.graber@hsw.ch

Aquaponic mit Technik FB1 = Grosse Aquaponic mit Technik FB2 = Mittlere Aquaponic mit Technik FB3 = Kleine

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Wachstumsraten Egli in Aquaponic HSWStckgewicht [g] 150 y = 0.6758x + 1.4908 Gruppe 1 Sept 2004 125 Gruppe 2 Okt 2005 Aquaponic mit Technik FB1

100

75 y = 0.5491x + 5.1776 50

25

0 0 30 60 90 120 150 180

Gruppengrsse 500 1000 Fische Egli wachsen in 6 Monaten vom 5 g Satzfisch auf 100 gwww.aquaponic.ch

210 Tage

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Sollwerte Wasserqualitt fr EgliAbk. O2 LF pH C NO2-N NH4-N NO3-N Parameter Sauerstoff Leitfhigkeit Wasserstoff-Ionen Temperatur Nitrit Ammonium Nitrat Sollwert 6.0 8 mg O2/l < 1200 S/cm 7.0 8.0 konstant 23 C < 0.2 mg/l < 1.0 mg/l < 150 mg/l

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Steuerung der WasserqualittAbk. O2 LF pH Parameter Sauerstoff Leitfhigkeit WasserstoffIonen Temperatur Regulierung O2-Zufuhr aus O2-Druckflaschen garantiert mind. einen O2Gehalt von 6.0 mg/l. Automatisch ein bei Stromausfall. > 1200 S/cm wird automatisch Frischwasser zugefhrt. pH sinkt permanent im Kreislaufsystem. Der pH wird mit Kalilaugedosierung permanent auf 7.0 angehoben. Automatisch aus bei Stromausfall. Die Wassertemperatur wird beheizt auf 23 C

C

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Messtechnik in der Fischzucht Hach-Lange SC1000 & Proton GSMwww.m2m-control.com

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Leistungen Messtechnik SC1000 SC1000: digitale Daten im 15 min Intervall gespeichert, einfach auslesbar SC1000: bis zu 4 Relais regulieren: Frischwasserzufuhr bei Stromausfall oder berschreiten von Leitfhigkeit 1200 S/cm pH via Dosierungspumpe Kalilauge (KOH 0.5 M) Permanente berwachung von Wassertemperatur (18 C < Soll < 28 C) Sauerstoff (Soll > 6 mg/l) pH (7 < Soll < 8), Alarmierung per SMS Daten direkt auf dem internet angezeigt und gespeichert Kosten System HSW rund 9000 CHF

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Aquaponic Egli Resultate gute Wachstumsrate: Besatz 5 g Fische, 100 g nach 6 Monaten, 200 g nach 9 Monaten gute Futterverwertung (1.2 bis 1.8 kg Futter / kg Fisch) Erhhte Fischdichte hat keinen Einfluss auf Wachstumsleistung (6-18 gegenber 12-43 kg/m3) Sommertemperaturen von 28 C waren kein Problem Fleischqualitt ist kaum zu unterscheiden vom Wildfisch, Wsserung der Fische vor der Schlachtung verbessert Fleischqualitt aber sprbar (Blind-Degu mit 22 Pers.) Mortalitt reduziert durch vermehrten Technikeinsatz Wassertrbung gelst mit Trommelfilterwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Probleme / Fragen in der Egliproduktion Unterschiedliches Wachstum: Jungfische mssen nach Grsse sortiert werden, um Kannibalismus zu vermeiden. Mortalitt zu Beginn hoch (20-30% in 7 Monaten), laufender Versuch mit mehr Technik 5 % in 2 Monaten. dunkle Wasserfrbung bleibt bestehen, da kein UV-Licht. Lsung: HSW entwickelt ein System auf Basis TiO2, natrliche Entfrbung durch Sonnenlicht. Jetziger Technikeinsatz ist kostspielig, weitere Versuche in Richtung Low-Tech Jungfische noch nicht ganzjhrig verfgbar, Transport Fischfutter noch nicht optimiert, Versuche laufen mit Hokovit Produktionskosten ?

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Betriebsweisen von AquaponicSchlammseparierung- teilweise Nhrstoffverwertung + Klarwasser Fische + optimierte Filterleistung Fischbesatz intensiv bis 60 kg/m3 EgliGlle

Rieselfilter

Hydroponic

Giesswasser Bodenkultur

Schlammverwertung+ vollstndige Nhrstoffverwertung - Wassertrbung - reduzierte Filterleistung Fischbesatz extensiv bis 10 kg/m3 Forellen Hydroponic & Rieselfilter Fische Giesswasser Bodenkultur

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Anlage Donat fr Regenbogenforellen

Wasservolumen 12 m3, Hydroponic 100 m2, Lage 1200 m..M. bei Besatzdichte 20 kg/m3 Tragekapazitt von 240 kg/m3www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Regenbogenforellen Donat500

400 Fischgewicht [g]

300

200

100

0 15.06.06

13.07.06

10.08.06

07.09.06

05.10.06

02.11.06

263 Forellen eingesetzt Sehr gutes Wachstum, tiefer Futterquotient, geringe Mortalitt (7 %) Fische berwintern in der Anlage (im Winter Durchflusssystem ) Versuch erhhte Fischdichte in 2007 (aktuell 10 kg/m3)www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Frischwasserbedarf Donat250% Wasseraustauschrate (%/Tag)

200%

150%

100%

50%

0% 22. Jun 13. Jul 15. Jun 20. Jul 03. Aug 24. Aug 29. Jun 10. Aug 17. Aug 31. Aug 06. Jul 05. Okt 27. Jul 12. Okt 07. Sep 14. Sep 28. Sep 21. Sep 19. Okt

Zu Beginn viel Wasserverbrauch wegen Khlung, spter Khlung separiert In entscheidender Phase im Sommer System mit 20 60 %/Tag Wasserersatzwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

C 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 15.Jun 22.Jun 29.Jun 06.Jul 13.Jul 20.Jul 27.Jul 03.Aug 10.Aug 17.Aug 24.Aug 31.Aug 07.Sep 14.Sep 21.Sep 28.Sep 05.Okt 12.Okt 19.Okt

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Wassertemperatur im Forellenteich

pH-Verlauf im Forellenteich9.0 8.8 8.6 8.4 8.2 8.0 7.8 7.6 7.4 15.Jun 22.Jun 29.Jun 06.Jul 13.Jul 20.Jul 27.Jul 03.Aug 10.Aug 17.Aug 24.Aug 31.Aug 07.Sep 14.Sep 21.Sep 28.Sep

Der pH steigt durch Algenaktivitt, ein zu hoher pH gefhrdet die Fische durch NH3 Eine ausreichende Schattierung des Teiches ist daher sehr wichtig !www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Erdbeeren bedingt geeignet im Forellenteich150 Erdbeerenernte [g/Pflanze] 125 100 75 50 25 0 2 5 6 8 9 10 Boden 1. Qualitt 2. Qualitt 3. Qualitt

Ernte aus Filterbeeten (Nummern) und Bodenkultur whrend Juli & August

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Erdbeeren finden zuwenig Nhrstoffe vor160 140 120 100 Zuwachs (g) 80 60 40 20 0 2 -20 5 6 8 9 10 Boden mit Boden ohne Oberirdisch Unterirdisch

Fazit: die Pflanzen in Hydroponic-Filterbeeten (Nummern) bildeten mehr Wurzelals Blattmasse aufgrund Nhrstoffmangel. Ziel: Wasseraustausch weiter reduzieren auf 10 %, hhere Fischdichte.www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Edelweiss aus Aquaponic

BeetNr.

Edelweiss 1. Qualitt 2. Qualitt 3. Qualitt

1 3 4 6 8 Total Aquaponic 1. Standjahr 2. Standjahr

70 23 27 120 50 70

185

2 1 396 15 414 18 396

185 0 185

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Aquaponic Wergenstein Bachforellen und Bergtourismus

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ProjektzieleEntwicklung einer Polykultur zur nachhaltigen Produktion von Bachforellen und Nutzpflanzen

Einbindung der Produktionsanlagen in sanften Tourismus (Erlebniswelt Aquaponic)

Produkteinnovation zur Erzielung eines grsstmglichen Direktvermarktungsanteil

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Einbettung in lokalen Tourismus

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Bachforellen Wergenstein500

400 Fischgewicht [g]

300

200

100

0 21.Apr 16.Jun 11.Aug 06.Okt 01.Dez 26.Jan 23.Mrz 18.Mai

13.Jul 07.Sep 02.Nov

400 Forellen eingesetzt in 5 m3 Anlage gutes Wachstum, tiefer Futterquotient hohe Mortalitt zwischen 20-50g Fische haben in der Anlage berwintert (Durchflusssystem)www.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch

Beitrag der Hochschule WdenswilAusbildung im Bereich Polykulturen Zusammenarbeit in Form von - Forschungsprojekten - Dienstleistungen Forschung und Entwicklung Entwicklung von Polykulturen (Cascade Systems) Dienstleistungen Fachstelle fr Beratung, Konzeption, Umsetzung Vorversuche bei speziellen Fragestellungen Begleitung der Einfahrphase Import Tilapien-Jungfische aus Kenya (Quarantne und Anzucht) Vermehrung von Kulturpflanzenwww.aquaponic.ch a.graber@hsw.ch