Es gibt unterschiedliche Ansätze für den Aufbau von Hydroponikanlagen. Grundsätzlich wird zwischen aktiven und passiven Systemen unterschieden. Passive Hydroponiksysteme kommen ohne den Einsatz von elektrischer Energie aus. Während aktive Systeme diese für Komponenten wie z.B. Pumpen benötigen. Alle Systeme sind darauf ausgelegt, dass zusätzlich zu der Nährlösung auch regelmäßig Sauerstoff an die Wurzeln gelangt, da andernfalls keine Nährstoffe von den Pflanzen aufgenommen werden können. Neben den hier vorgestellten gibt es auch noch Abwandlungen der Varianten.
Kratky Methode
Die Kratky Methode (benannt nach Dr. Bernhard Kratky) ist die wohl einfachste Möglichkeit Pflanzen hydroponisch anzubauen. Dazu wird eine Jungpflanze, die sich in einem Netztopf befindet, in die Öffnung eines Behälters (z.B. Flasche oder Eimer) bzw. in ein Loch im Deckel gesetzt. Zu Beginn ist der Behälter komplett mit einer Nährlösung gefüllt. Diese wird mit der Zeit von der Pflanze verbraucht. Gleichzeitig wachsen die Wurzeln der Pflanze, sodass sie immer Kontakt zur Nährlösung haben. Dadurch, dass zunehmend Teile der Wurzeln Luftkontakt haben, ist auch die Sauerstoffversorgung gewährleistet. Da die Luftzirkulation im Behälter gering ist, ist diese Methode eher für Pflanzen mit geringen Ansprüchen geeignet wie beispielsweise Salat und Kräuter.
Dochtsystem
Bei einem Dochtsystem gelangt die Nährlösung durch die Kapillarwirkung in den Dochten aus einem Reservoir in ein Substrat. Das Substrat befindet sich in einem Pflanzbeet und bietet den Wurzeln der Pflanzen Halt. Da nur geringe Mengen gefördert werden, befindet sich immer auch Luft zwischen den Substratpartikeln, sodass Sauerstoff für den Stoffwechsel der Pflanzen zur Verfügung steht. Es handelt sich um ein passives System, weil kein Strom zur Versorgung der Pflanzen benötigt wird. Das Fördervolumenstrom ist allerdings sehr gering ist und die Dochte können leicht verstopfen.
Tropfsystem
Bei einem Tropfsystem wachsen die Pflanzen in einem Granulat, das durch kleine Tropfen mit der Nährlösung befeuchtet wird. Beim Durchsickern der Nährlösung durch das Granulat nehmen die Wurzeln die Nährstoffe und Feuchtigkeit auf. Die überschüssige Flüssigkeit fließt über den Boden des Pflanzbeets durch einen Rücklauf zurück in das Becken. Der Einsatz einer Pumpe macht das Tropfsystem zu einem aktiven System.
Nährstoff-Film-Technik
Die Nährstoff-Film-Technik (NFT) nutzt einen konstanten Nährstofffluss, der am Boden des Pflanzbehälters einen dünnen Film bildet. Bei diesem aktiven System fördert eine Pumpe die Nährlösung aus einem Vorratsbehälter zu den Pflanzen und kann diese optional noch mit Sauerstoff anreichern. Die Sauerstoffversorgung der Wurzeln wird zusätzlich sichergestellt, indem nur ein geringer Teil der Wurzeln mit Flüssigkeit bedeckt ist und ein Großteil Luftkontakt hat. Die Nährstoff-Film-Technik ist aufgrund des einfachen Aufbaus sehr beliebt. Bei einem Pumpenausfall droht bereits nach kurzer Zeit das Absterben der Wurzeln durch Vertrocknung.
Tiefwasser-Kultur
Bei der Tiefwasser-Kultur (Deep Water Culture – DWC) werden die Pflanzgefäße an einem Schwimmkörper befestigt, der auf der Nährlösung treibt. Die DWC gehört zu den aktiven Systemen, weil eine Pumpe Luft in die Flüssigkeit fördert, um die Sauerstoffversorgung sicherzustellen. Der Sauerstoff wird sowohl in der Nährlösung gelöst als auch über die Luftblasen von den Wurzeln aufgenommen. Die eingebrachte Luft sorgt zusätzlich für eine Zirkulation der Flüssigkeit und verhindert ein Absetzen der Nährstoffe am Boden. Einen Pumpenausfall können die Pflanzen längere Zeit problemlos überstehen.
Aeroponik
Aeroponik beschreibt ein aktives Hydroponiksystem, bei dem die Wurzeln frei in der Luft hängen und nur mit Wassertröpfchen besprüht werden. Die Art und Erzeugung der Tropfen können variieren. Es können Niederdruckpumpen, Hochdruckpumpen oder Ultraschallvernebler zum Einsatz kommen. Die erzeugten Tropfen unterscheiden sich in erster Linie in ihrer Größe. Die Versorgung mit Sauerstoff ist durch den stetigen Luftkontakt gewährleistet.
Ebbe-Flut-System
Das Ebbe-Flut-System ist eine aktive Variante der Hydroponik. Der Name beschreibt den periodisch schwankenden Wasserstand im Pflanzbehälter. Um die Pflanzen im Wechsel mit Wasser und Sauerstoff zu versorgen, wird die Flüssigkeit durch eine Pumpe in den Pflanzbehälter gefördert, bis der gewünschte Wasserstand erreicht ist. Der maximale Wasserstand wird mithilfe eines Siphons begrenzt, der bei einer bestimmten Höhe das gesamte Wasser zurück in das Becken befördert. Die Pumpe wird in regelmäßigen Abständen, aber immer nur für den Zeitraum eines Durchlaufs, eingeschaltet. Die Pflanzen wachsen in einem Substrat, das Nährstoffe und Feuchtigkeit für einen begrenzten Zeitraum speichern kann, sodass ein Pumpenausfall einige Zeit toleriert werden kann.
Vergleich der Hydroponikvarianten
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