Phosphor-Campus

Phosphor ist ein essentieller Nährstoff für alle Organismen auf unserem Planeten. Die derzeitige Nutzung dieses Rohstoffs ist allerdings nicht nachhaltig und ein Ende der Phosphorreserven ist absehbar. Um die kostbare Ressource Phosphor auch zukünftig weiter nutzen zu können ist daher eine Veränderung im Umgang mit diesem Stoff, sowie eine effiziente Wiederverwertung notwendig.

Der Zusammenschluss von Wissenschaftlern aus verschiedenen Instituten der Leibniz-Gemeinschaft sowie der Universität Rostock unter der Führung des Leibniz-Institutes für Ostseeforschung Warnemünde (IOW) versucht die unterschiedlichen Fragestellungen rund um das Thema Phosphorforschung zu beantworten.

Hierzu gehören Fragen zum Verbleib und zur Verteilung von Phosphor in der Umwelt, aber auch zur effizienten Nutzung in Landwirtschaft oder Tierzucht, sowie technische und biologische Möglichkeiten der Phosphorrückgewinnung (P-Recovery) und Phosphorwiedernutzung (P-Recycling).

Die Professur für Aquakultur und Sea-Ranching befasst sich in diesem Kontext mit dem Nährstoff Phosphor während der Aquakulturproduktion in aquaponischen Systemen (für mehr Informationen zum Thema Aquaponik klicken Sie bitte hier).

Insbesondere in der Aquaponik ist das Verständnis von Stoffkreisläufen zentral. Allerdings besteht in diesem Zusammenhang gerade bei Phosphor noch großer Forschungsbedarf:

• Wie genau nutzen Fische während ihrer Kultur den Phosphor?

• In welcher Form und in welchen Fraktionen geben sie phosphorhaltige Verbindungen an das umgebende Wasser ab?

• Welche Phosphorverbindungen in welchen Konzentrationen sind für Pflanzen am besten nutzbar?

Um den Rohstoff Phosphor möglichst effizient in der Aquaponik (wieder)verwerten zu können, muss zunächst einmal bekannt sein wie dessen Verteilung im System von variierenden Umständen beeinflusst wird.

Dazu wird eine umfassende Bilanzierung von vorhandenen Phosphorverbindungen im System durchgeführt und unter unterschiedlich konfigurierten Produktionsbedingungen im FischGlasHaus getestet.

Auf den Ergebnissen der Bilanzierung basierend wird an der Entwicklung praxisorientierter Anwendungen zur Steigerung der Nutzungseffizienz von Phosphor in aquaponischen Systemen geforscht.

Mittels qualitativer und quantitativer Verfahren wird Phosphor während der aquaponischen Produktion von Afrikanischen Raubwelsen (Clarias gariepinus) und Nutzpflanzen im FischGlasHaus der Universität Rostock bilanziert.

Mit kolorimetrischen Analyseverfahren werden die gelösten Nährstoff-Fraktionen (u.a. Phosphat) im Wasser aufgeschlüsselt.

Zur Ermittlung der elementaren Zusammensetzung der Feststoffe im System werden Massenspektrometrie und optische Emissionsspektrometrie eingesetzt.

Die Verteilung von Phosphorverbindungen in flüssiger und fester Phase wird unter verschiedenen Produktionsbedingungen, wie etwa unterschiedlicher Bestandsdichte der Fische, analysiert.

Die detaillierte Analyse von flüssiger und fester Phase ermöglicht es, wertvolle Erkenntnisse darüber zu gewinnen wie sich der Phosphorhaushalt in einem aquaponischen System verhält.

In weiteren Schritten wird an Möglichkeiten geforscht den Phosphorhaushalt des Gesamtsystems so zu manipulieren, dass die vorhandenen Rohstoffe im System optimal zur Fisch- und Pflanzenproduktion genutzt werden können.

Während des Projektes konnte bisher eine Bilanzierung der gelösten Fraktionen des Nährstoffs Phosphor für verschiedene Produktionsintensitäten erarbeitet werden. Die Bilanzierung wird aktuell auf die Fraktion der anfallenden Feststoffe erweitert.

Des Weiteren konnten erfolgreich Versuche zu den Effekten erhöhter Nährstoffkonzentrationen im Wasser (u.a. Phosphor) auf Fische und Pflanzen durchgeführt werden.