Hydroponik Systeme

Ohne Hydroponik-Systeme gäbe es keine Hydroponik und ohne Hydroponik gäbe es weniger nachhaltige und frische Lebensmittel.

Was ist ein Hydroponik-System und welche Hydroponik-Systeme gibt es?

Vereinfacht gesagt, versorgt ein Hydroponik-System (hydroponic system) eine Pflanze mit Wasser, Nährstoffen und Sauerstoff.

Im Laufe der Zeit entstanden sechs Hydroponik-Systeme. Sie unterscheiden sich darin, wie sie eine Pflanze mit drei überlebenswichtigen Ressourcen versorgen.

Damit hast Du bereits das Wichtigste gelernt:

Ein jedes Hydroponik System versorgt die Pflanze auf seine Weise mit Wasser, Nährstoffen und Sauerstoff!

Weiter geht es mit einfach erklärten und kompakten Informationen über:

• die sechs Hydroponik-Systeme,
• ihre Funktion und ihren Aufbau,
• ihre Vor- und Nachteile
• und geeignete Pflanzen.

Wenn Du mehr über ein bestimmtes hydroponisches System wissen möchtest, klicke auf den grünen Button am Ende eines Kapitels.

Unterschiedliche Hydroponik Systeme

Hydroponische Systeme können aktiv oder passiv sein. Der Unterschied liegt in der Nutzung elektrischer Komponenten.

Während ein aktives Hydroponik-System mit einer elektrischen Wasser- und/oder Luftpumpe betrieben wird, ist ein passives Hydroponik-System hingegen frei von technischem Equipment.

Die Vorteile des aktiven Systems sind gleichzeitig die Nachteile eines passiven Systems:

Auf der anderen Seite ist man jedoch ohne elektrisches Equipment unabhängig von Stromquellen und spart Anschaffungs- sowie Stromkosten.

Des Weiteren wird in zirkulierende und nicht zirkulierende Systeme unterschieden. Diese Unterscheidung ist jedoch für Hobby-Gärtner eher zweitrangig und wird daher nur kurz erläutert.

In manchen Systemen durchläuft die Nährlösung wiederholt das System – sie zirkuliert. Ebenso kann ein hydroponisches System so konzipiert werden, dass die Nährlösung nur einmal die Wurzeln der Pflanze erreicht – sie zirkuliert nicht. Letzteres wird überwiegend im Kommerziellen praktiziert.

Hydroponik Systeme (Systemtypen)

Grundlegend gibt es sechs unterschiedliche Hydroponik-Systeme. Ein jedes Hydroponik-System unterscheidet sich darin, wie es Wasser, Nährstoffe und Sauerstoff den Pflanzen zur Verfügung stellt.

Zu den sechs Hydroponik-Systemen zählen:

• das Dochtsystem,
• die Tiefwasser-Kultur,
• das Ebbe- und Flutsystem,
• das Tropfsystem,
• die Nährstoff-Film-Technik (NFT-System)
• und das Aeroponik-System

Um die Systemeigenschaften besser auf die Bedürfnisse der Pflanzen anzupassen, entstanden aus den sechs Systemtypen weitere Systemvariationen, wie zum Beispiel die Kratky-Methode, Fogponics oder das Dutch Bucket System. Diese werden in den ausführlichen Beiträgen erläutert.

Die Aquaponik ist strenggenommen kein reines hydroponic System und wird daher in einem anderen Beitrag behandelt.

Dochtsystem

Schon vor tausenden von Jahren wurden Pflanzen mit einem Docht bewässert. Das Dochtsystem entsprang der traditionellen Dochtbewässerung und versorgt die Pflanzen über einen Docht.

Das Dochtsystem (Wick System) ist passiv, einfach zu bauen und für Einsteiger geeignet.

Der Kapillareffekt (oder die Kapillarwirkung) macht es möglich, dass Nährlösung zu den Wurzeln aufsteigt.

Aufbau und Funktion

Ein einfaches Dochtsystem besteht aus:

• einem Wasserreservoir,
• einem Netztopf,
• einem Docht
• und einem Substrat.

Die Pflanze ist in einem Netztopf über dem Wasserreservoir platziert. Dabei liegt das obere Ende des Dochtes bei den Wurzeln und das untere Ende hängt in der Nährlösung.

Aufgrund des Kapillareffektes steigt die Nährlösung zu den Wurzeln auf. Dabei fixiert das Substrat im Netztopf die Pflanze und kann die Nährlösung einspeichern.

INFO: Der Kapillareffekt beschreibt das Verhalten von Flüssigkeiten in engen Räumen, wie beispielsweise Spalten und Röhren. Aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit und der Grenzflächenspannung der Oberfläche kann sich die Flüssigkeit auch entgegen der Schwerkraft nach oben ausbreiten. (Quelle)

Vorteile

Ein Dochtsystem besteht nur aus vier Komponenten und benötigt keine Wasserpumpe. Des Weiteren ist es wartungsarm und kann auch im kleinen Stil, beispielsweise in einer Flasche, gebaut werden. Daher ist es ideal für Menschen geeignet, die ihre ersten Erfahrungen mit der Hydroponik sammeln möchten.

• Geringe Kosten
• Geringer Aufwand
• Geeignet für Einsteiger

Nachteile

Die Transportfähigkeit eines Dochtes ist begrenzt. Verglichen mit anderen hydroponischen Systemen versorgt ein Dochtsystem die Pflanzen vergleichsweise ineffizient. Das macht sich auch beim Pflanzenwachstum bemerkbar. Ebenso ist die Auswahl geeigneter Pflanzen kleiner als bei anderen Systemen.

• Vergleichsweise ineffizient
• Vergleichsweise geringer Ertrag
• Kleinere Auswahl geeigneter Pflanzen

Pflanzen

Am besten eignen sich kleine grünblättrige Pflanzen, wie beispielsweise Kräuter. Die Kräuter sollten jedoch nicht zu durstig sein. Bei durstigen Pflanzen muss gegebenenfalls ein dickerer oder ein zusätzlicher Docht verwendet werden.

Zum Dochtsystem

Tiefwasser-Kultur

Wer auf der Suche nach einem einfachen und effizienten Hydroponik-System ist, für den ist die Tiefwasser-Kultur genau richtig.

Die Tiefwasser-Kultur (Deep Water Culture) ist nämlich passiv, leicht zu bauen und sehr ertragreich.

Die Wurzeln hängen immer in der Nährlösung. Die Pflanzen haben so jederzeit optimalen Zugang zu Wasser und Nährstoffen. Trotz der simplen Bauweise macht sich dies deutlich beim Wachstum bemerkbar.

Aufbau und Funktion

Die Pflanzen sind in einem Netztopf auf einer schwimmenden Plattform (z. B. Styropor) platziert. Die Wurzeln hängen somit ständig in der Nährstofflösung. Diese wird in der Regel durch eine Luftpumpe mit Sauerstoff angereichert.

Eine einfache Tiefwasser-Kultur der Hydroponik besteht aus:

• einem Wasserreservoir,
• ein paar Netztöpfen,
• einem Substrat
• und einem Deckel für das Reservoir.

Die mit Substrat gefüllten Netztöpfe stecken im Deckel vom Wasserreservoir. Das Reservoir wird mit der Nährlösung bis zum unteren Ende der Netztöpfe gefüllt, sodass die Wurzeln in der Nährlösung hängen.

Die Wurzeln sind somit ständig mit Wasser und Nährstoffen versorgt.

Vorteile

Die Tiefwasserkultur ist das einfachste Hydroponik-System, welches die Vorteile der Hydroponik vereint. Trotz simpler Bauweise sind sehr hohe Erträge möglich. Hervorzuheben sind dabei die geringen Anschaffungskosten und der geringe Wartungsaufwand.

• Hohe Erträge
• Wartungsarm
• Geringe Kosten
• Simple Bauweise
• Sowohl für Anfänger als auch Profis geeignet

Nachteile

Weil das Hydroponik-System nicht aktiv betrieben wird, kann es zu Sauerstoffmangel in der Nährlösung kommen. Die Folge sind Algenwachstum und verrottete Wurzeln.

Eine Luftpumpe mit Luftsteinen kann helfen, die Nährlösung mit Sauerstoff anzureichern. Mehr dazu findest Du in einem ausführlichen Beitrag.

• Sauerstoffmangel

Pflanzen

Für eine Tiefwasser-Kultur eignet sich am besten Blattgemüse mit einem geringen Sauerstoffbedarf. Jedoch können ebenso blühende Pflanzen und Fruchtgemüse aufgezogen werden. Weniger gut eignen sich hingegen tief wurzelnde Pflanzen.

Zur Tiefwasserkultur

Ebbe- und Flutsystem

Ebbe und Flut lassen nicht nur das Wattenmeer florieren, sondern auch Pflanzen im Ebbe- und Flutsystem der Hydroponik.

Das Ebbe- und Flutsystem (ebb and flow/flood and drain) ist ein aktives, zirkulierendes und ertragreiches Hydroponik-System.

Wie der Name schon verrät, wird das Wurzelwerk einer Pflanze wiederkehrend mit Nährlösung umspült. So ist es möglich, die Bewässerung optimal auf die Pflanze abzustimmen.

Aufbau und Funktion

Ein grundlegendes Ebbe- und Flutsystem der Hydroponik besteht aus:

• einem Wasserreservoir, 
• einem Pflanzenbehälter, 
• einer Wasserpumpe, 
• eine Zeitschaltuhr 
• und einem Substrat.

Das Wasserreservoir ist der Tank für die Nährlösung. Über dem Reservoir steht der Pflanzenbehälter. Dieser ist bis zum Rand mit Substrat gefüllt, welches die Pflanzen fixiert.

Zu einem festgelegten Zeitpunkt pumpt eine Wasserpumpe die Nährlösung hoch in den Pflanzenbehälter. Sie umströmt die Wurzeln und flutet das Substrat.Über einen kleinen Abfluss laufen Wasser und Nährstoffe zurück in das Wasserreservoir. 

Damit der gesamte Vorgang automatisch passiert, wird die Wasserpumpe von einer Zeitschaltuhr gesteuert. Mehr über die Bewässerung findest Du in einem ausführlichen Beitrag.

Vorteile

Das Besondere bei einem Ebbe- und Flutsystem ist die Kontrolle der Bewässerungsintensität und damit über Nass-, Trocken- oder Feuchtperioden. So können auch Pflanzen aus trockenen Regionen gut in diesem Hydroponik-System gedeihen.

• Effizient
• Sehr ertragreich
• Geeignet für Pflanzen aus trockenen Regionen

Nachteile

Um den Bewässerungszyklus auf die Pflanze abzustimmen, ist etwas Erfahrung vonnöten. Des Weiteren ist das Hydroponik-System von einer Stromquelle abhängig.

• Nicht für Anfänger geeignet
• Moderater Wartungsaufwand

Pflanzen

In einem hydroponischen Ebbe- und Flutsystem können Pflanzen aus trockenen sowie feuchten Klimaten wachsen. Ebenso können große, blühende Pflanzen wie Tomaten und Gurken gedeihen. Häufig werden auch mediterrane Kräuter angepflanzt.

Zum Ebbe- und Flutsystem

Tropfsystem

Die ursprünglich aus Israel stammende Tröpfchenbewässerung wird auch im Tropfsystem der Hydroponik verwendet.

Das Tropfsystem (Drip System) ist ein aktives und effizientes Hydroponik-System, welches oft in der kommerziellen Hydroponik verwendet wird.

Wie der Name schon sagt, wird die Pflanze tröpfchenweise mit Nährlösung versorgt. Hierbei kann der Bewässerungsintervall auf einzelne Pflanzen ideal angepasst werden.

Häufig ist ein Tropfsystem als ein nicht-zirkulierendes Hydroponik-System konzipiert.

Aufbau und Funktion

Ein einfaches Tropfsystem der Hydroponik besteht aus:

• einem Pflanzenbehältnis,
• einem Wasserreservoir,
• ein paar Netztöpfen,
• einer Wasserpumpe,
• einem Abfluss,
• einem Substrat
• und einem Schlauch für die Tröpfchenbewässerung.

Bei einem zirkulierenden hydroponischen Tropfsystem ist der Pflanzenbehälter mit den Netztöpfen über dem Wasserreservoir platziert.

Die Wasserpumpe pumpt kontinuierlich die Nährlösung durch den Schlauch. Dabei wird die Nährstofflösung zu jeder einzelnen Pflanze geleitet.

Überschüssiges Wasser und Nährstoffe sammeln sich im Pflanzenbehälter und fließen zurück in das Wasserreservoir.

Vorteile

Das Hydroponik-System ist aufgrund seiner direkten und dosierbaren Versorgung sehr effizient. Zudem kann der Schlauch erweitert und so weitere Pflanzen angeschlossen werden. Verglichen mit anderen Hydroponik-Systemen hat ein Tropfsystem die beste Kontrolle über die Nährstoff- und Wasserzufuhr.

• Effizient
• Skalierbar
• Für viele Pflanzen geeignet
• Versorgung kann auf einzelne Pflanzen angepasst werden
• Optimale Kontrolle über die Wasser- und Nährstoffversorgung

Nachteile

Um die Tröpfchenbewässerung mit den Düsen und Schläuchen einzustellen und aufzubauen, ist etwas Fingerspitzengefühl gefragt. Des Weiteren können die Düsen verstopfen und so den Wartungsaufwand erhöhen.

• Erhöhte Anschaffungskosten
• Mineralablagerungen können Tropfdüsen verstopfen

Pflanzen

Weil die Bewässerungsintensität individuell eingestellt werden kann und somit die Wurzeln nicht gänzlich von Wasser umgeben sind, können grundsätzlich alle Pflanzen in einem hydroponischen Tropfsystem wachsen.

Zum Tropfsystem

Nährstoff-Film-Technik

Hast Du schon mal Pflanzen in Röhren wachsen sehen? Dann war das wahrscheinlich ein NFT-System.

Die Nährstoff-Film-Technik (nutrient film technique) ist ein aktives, effizientes und beliebtes Hydroponik-System.

Wie der Name schon verrät, fließt ein dünner Wasser- und Nährstofffilm an den Wurzeln entlang. So sind die Wurzeln mit frischer Nährlösung und mit Sauerstoff versorgt.

Das Hydroponik-System kann zirkulierend und nicht-zirkulierend konzipiert werden. Letzteres ist jedoch selten und relativ verschwenderisch.

Aufbau und Funktion

Ein einfaches NFT-System besteht aus:

• einem Wasserreservoir,
• einem Rohr,
• einem Substrat,
• einer Wasserpumpe
• und Netztöpfen.

In dem mit Löchern versehenen Rohr sind die Netztöpfe mit den Pflanzen und dem Substrat platziert. Dies ist leicht geneigt, damit die Nährlösung durch das Rohr und hinab in das Wasserreservoir läuft.

Zuvor pumpt die Wasserpumpe die Nährlösung zum oberen Ende der Rohrkonstruktion. Dabei sind die Pumpleistung und die Neigung des Rohres bedeutsam. Beides sollte so eingestellt sein, dass ein dünner Nährstofffilm im Rohr hinabläuft.

Vorteile

Das NFT-System zählt zu den effizienten Hydroponik-Systemen. Die Pflanzen sind jederzeit optimal mit Wasser, Nährstoffen und Sauerstoff versorgt. Zudem ist es ein sehr platzsparendes System. Die Rohre können beispielsweise übereinander platziert und somit vertikal angebaut werden.

• effizient
• kein/wenig Substrat benötigt
• perfekt für Salate und Kräuter

Nachteile

Sobald die Wasserpumpe nicht mehr läuft, sind die Pflanzen nicht mehr versorgt und können austrocknen. Ein weiterer Nachteil ist die Konstruktion des Hydroponik-Systems. Große Pflanzen können zu schwer für die Rohrkonstruktion sein und ihr Wurzelwerk den Fluss der Nährlösung blockieren.

• Kurze Reaktionszeit bei einem technischen Defekt
• Nicht für große und schwere Pflanzen geeignet

Pflanzen

Für Salate und Kräuter ist ein NFT-System perfekt geeignet. Schwere, große und tief wurzelnde Pflanzen sind hingegen weniger gut geeignet. Sie können das Rohr zu sehr belasten und mit ihren Wurzeln verstopfen. Kurz gesagt: Grünblättrige Pflanzen mit einer kurzen Wachstumsperiode und Erdbeeren wachsen ausgezeichnet.

Zum NFT-System

Aeroponik

Es zählt wohl zu den modernsten, ausgefallensten und technisch aufwändigsten Hydroponik-Systemen – die Aeroponik.

Ein Aeroponik-System (aeroponic system) ist ein aktives, zirkulierendes und ertragreiches Hydroponik-System.

Die Wurzeln hängen in der Luft und werden über Düsen mit der Nährlösung angesprüht. Sie haben so optimalen Zugang zu Wasser, Nährstoffen und Sauerstoff.

Das Hydroponik System ist vergleichsweise aufwendig konzipiert, jedoch sehr ertragreich und vielseitig einsetzbar.

Aufbau und Funktion

Ein einfaches Aeroponik-System besteht aus:

• einem Wasserreservoir,
• verschiedenen Rohrleitungen,
• Sprühdüsen,
• einem Substrat
• und Netztöpfen.

Die Wasserpumpe pumpt die Nährlösung durch eine Rohrkonstruktion zu den Sprühdüsen. Diese versprühen die Nährlösung und versorgen so die in der Luft hängenden Wurzeln.

Nicht absorbierte Nährlösung fällt wieder hinunter zum Rest der Nährlösung.

Vorteile

Ein großer Vorteil der Aeroponik sind die hohen Erträge. Die Wurzeln können sich frei entfalten und haben einen optimalen Zugang zu Sauerstoff. Zudem stecken die Pflanzen in Netztöpfen. Daher wird kaum Substrat benötigt.

• Effizient
• Wenig/kein Substrat notwendig
• Herausragende Sauerstoffversorgung

Nachteile

Die Aeroponik ist das wohl kostspieligste und aufwändigste Hydroponik-System. In den Düsen und Schläuchen können sich leicht Nährstoffe ablagern und die Rohrkonstruktion verfügt über viele einzelne Teile.

• Wartungsaufwand
• hohe Anschaffungskosten
• kurze Reaktionszeit bei technischem Defekt

Pflanzen

Aufgrund seiner Versorgungstechnik können in der Aeroponik grünblättrige und blühende Fruchtpflanzen aufgezogen werden. Am häufigsten werden jedoch Blattgemüse und Kräuter angebaut. Manche Gärtner pflanzen sogar Kartoffeln an.