Wie funktioniert Hydroponik? Das Prinzip der bodenlosen Kultur
Nährlösung, Sauerstoff an den Wurzeln, Substrate und DWC-, NFT-, Tropf- oder Docht-Systeme: die Funktionsweise der Hydroponik einfach erklärt, für eine Wohnung.
In diesem Ratgeber
Hydroponik bedeutet, Pflanzen ohne Erde zu kultivieren und sie mit in Wasser gelösten Mineralsalzen zu ernähren. Drei Elemente lassen sie funktionieren: eine vollständige Nährlösung, Sauerstoff rund um die Wurzeln und ein Substrat, das die Pflanze hält. Die verschiedenen Systeme, ob DWC, NFT, Tropf- oder Docht-System genannt, sind nur unterschiedliche Wege, diese drei Dinge an die Wurzeln zu bringen. Ist dieses Prinzip einmal verstanden, wird die Wahl eines Systems für die eigene Wohnung einfach.
Was leistet die Erde, und wie ersetzt die Hydroponik sie?
Im Topf erfüllt die Erde mehrere Rollen gleichzeitig. Sie hält die Pflanze aufrecht. Sie speichert Wasser und Mineralstoffe zwischen zwei Gießvorgängen. Und zwischen ihren Partikeln hält sie Luft, die die Wurzeln atmen.
Die Hydroponik trennt diese Rollen und überträgt jede einem Element des Systems:
- Der Halt wird durch ein inertes Substrat oder einen durchlöcherten Korb gewährleistet.
- Wasser und Nahrung kommen über die Nährlösung direkt an die Wurzeln.
- Die Luft wird durch die Bauweise des Systems bereitgestellt: Blasen, Wasserzirkulation, Drainage oder ein über der Flüssigkeit belassener Raum.
Die Pflanze selbst ändert sich nicht. Sie braucht weiterhin Licht, eine passende Temperatur und Pflege. In Innenräumen ist oft eine Zusatzbeleuchtung nötig.
Die Nährlösung: was die Pflanze isst
Die Nährlösung ist Wasser, in dem ein für die Hydroponik konzipierter Dünger gelöst wurde. Laut der Royal Horticultural Society verbindet sie die Hauptelemente Stickstoff, Phosphor, Kalium, Magnesium und Schwefel mit sehr geringen Mengen an Spurenelementen: Kupfer, Bor, Eisen, Mangan, Molybdän und Zink. Ohne Erde zur Ergänzung darf nichts fehlen: Deshalb verwendet man einen speziell dafür formulierten Dünger, dosiert nach Packungsbeilage.
Zwei Messwerte erlauben es, diese Lösung zu steuern:
- Der pH-Wert zeigt ihre Säure an. Die meisten Pflanzen nehmen die Nährstoffe am besten zwischen 5,5 und 6,5 auf; in der professionellen Produktion strebt man oft 5,8 bis 6,2 an. Außerhalb dieser Spanne werden manche Elemente schlechter verfügbar, selbst in einer nährstoffreichen Lösung.
- Die Leitfähigkeit, oder EC, spiegelt die Menge gelöster Salze wider, also die Düngerkonzentration. Sie hilft, eine zu verdünnte oder zu konzentrierte Lösung zu vermeiden.
Die Pflanzen nehmen nicht alle Elemente im selben Tempo auf. Mit der Zeit gerät die Lösung aus dem Gleichgewicht: Man ergänzt sie mit klarem Wasser und erneuert sie von Zeit zu Zeit vollständig. Unser Ratgeber Hydroponik im Innenraum ohne Fachjargon beschreibt diese Routine im Detail.
Der Sauerstoff: warum die Wurzeln nicht ertrinken
Das ist der Punkt, den man am häufigsten vergisst. Alle Wurzeln brauchen Sauerstoff: In der Hydroponik muss die Wurzelzone feucht und nährstoffreich sein, aber auch sehr gut belüftet. Die RHS erinnert unmissverständlich daran: Die Wurzeln der meisten Pflanzen sterben in stehendem Wasser.
Jedes System löst dieses Problem auf seine Weise. Man leitet Luftblasen ins Wasser, lässt eine dünne Flüssigkeitsschicht zirkulieren, lässt das Substrat zwischen zwei Gaben abtropfen, oder hält einen feuchten Luftraum zwischen Lösung und Korb frei. Vergleichen Sie zwei Systeme, fragen Sie sich immer: Wie atmen die Wurzeln?
Die Substrate: was die Erde ersetzt
Das Substrat hält die Pflanze, speichert etwas Feuchtigkeit und lässt Luft zirkulieren. Die gängigsten sind Kokosfaser, Perlite, Vermiculit, Steinwolle, Bimsstein und Blähtonkugeln. Manche Systeme kommen fast ohne aus: Die Wurzeln hängen dann direkt im Wasser, und das Substrat beschränkt sich auf den Anzuchtring der Aussaat.
Zum Ansetzen der Samen sind Anzuchtringe praktisch: Man sät direkt hinein und schiebt den Ring dann in den Korb des Systems, sobald die Wurzeln herauswachsen.
Die wichtigsten Systeme, vom einfachsten zum technischsten
Der Docht
Ein saugfähiger Docht taucht in den Tank und zieht die Lösung per Kapillarwirkung bis zum Substrat hoch, oft Perlite, Vermiculit oder Kokosfaser. Das System ist passiv: weder Pumpe noch Strom. Es ist am einfachsten zu bauen, eignet sich aber vor allem für kleine, wenig durstige Pflanzen.
Die Methode ohne Zirkulation, „Kratky" genannt
An der Universität von Hawaii entwickelt, kommt diese Methode ohne Pumpe und ohne Strom aus. Man befüllt einen Behälter einmalig mit Nährlösung. Die Körbe, ausgestattet mit einem Substrat und einer Jungpflanze, tauchen nur mit ihrer Basis ein. Im Lauf der Wochen sinkt der Pegel, während die Pflanze trinkt, doch die Wurzeln hatten Zeit, nach unten zu wachsen. Der im feuchten Luftraum unter dem Deckel verbliebene Wurzelteil dient dann der Atmung. Man erntet, bevor die Lösung aufgebraucht ist, reinigt dann und beginnt von vorn. Die Methode zielt auf wenig wasserbedürftige Kulturen: Salate, Koriander, Frühlingszwiebeln, Pak Choi oder Kresse.
Die Tiefwasserkultur (DWC)
Die Pflanzen, in Körben gehalten, schwimmen auf der Nährlösung, ihre Wurzeln baden dauerhaft darin. Damit das Wasser sauerstoffreich bleibt, belüftet man es meist mit einer Luftpumpe und einem Ausströmer, wie in einem Aquarium. Das System ist leicht verständlich und gut für Blattpflanzen geeignet.
Der Nährstofffilm (NFT)
Die Pflanzen stehen in leicht geneigten, abgedeckten Rinnen, in denen kontinuierlich ein dünner Lösungsfilm fließt. Die Wurzeln schöpfen unten das Wasser und oben die Luft. Das ist effizient, aber empfindlich: Ohne Substrat, das Feuchtigkeit speichert, welken die Pflanzen sehr schnell, wenn die Pumpe stoppt.
Das Tropfsystem
Eine Pumpe leitet die Lösung von einem Tank zum Fuß jeder Pflanze, die in einem Substrat wie Perlite oder Steinwolle steht. Der Überschuss kann verloren gehen oder, wirtschaftlicher und weniger belastend, über eine Rinne zum Tank zurückfließen. Dieses Prinzip findet sich in zahlreichen kompakten Innengärten und vertikalen Kulturtürmen wieder.
Ebbe und Flut
Die mit Substrat gefüllten Töpfe stehen in einem Becken, das in regelmäßigen Abständen geflutet und dann entleert wird. Die Wurzeln erhalten Wasser während der Flutung und Luft während der Drainage.
Die Aeroponik
Die Wurzeln hängen frei in der Luft, in einer geschlossenen Kammer, und die Lösung wird auf sie gesprüht. Das ist die anspruchsvollste Technik und die abhängigste von ihrem Material.
Welches System für eine Wohnung?
Alles hängt davon ab, was Sie lernen möchten und wie viel Ausfalltoleranz Sie haben.
- Um das Prinzip kostengünstig zu verstehen: ein blickdichtes Glas nach der Kratky-Methode, oder ein Docht-System, mit einem Salat oder ein paar Kräutern. Kein Lärm, kein Stromanschluss.
- Für eine regelmäßige Kräuterproduktion in der Küche: ein kleines System mit Pumpe, in Tiefwasserkultur oder Tropfsystem, ergänzt durch eine Lampe.
- Für später: NFT und Aeroponik, produktiver, aber empfindlicher gegenüber Stromausfällen. Ein längerer Ausfall kann die Pflanzen töten.
Halten Sie den Tank, unabhängig vom System, vor Licht geschützt: In einer beleuchteten Nährlösung siedeln sich Algen an und verschmutzen den Kreislauf.
Was die Hydroponik nicht für Sie erledigt
Die Hydroponik erspart weder Licht noch Wärme. Ihre Einrichtung kostet mehr als ein Topf und ein Sack Blumenerde, und sie verlangt regelmäßige Kontrolle von Wasserstand, Konzentration und pH-Wert. Im Gegenzug wachsen die Pflanzen oft schneller, mit weniger Wasser, und Krankheiten und Schädlinge aus dem Boden bereiten weniger Probleme. Um Vor- und Nachteile abzuwägen, lesen Sie unseren Vergleich Hydroponik oder Erde.
Für die Wahl Ihrer ersten Kulturen konsultieren Sie unseren Ratgeber anspruchslose Pflanzen für die Hydroponik und stöbern Sie dann in der Rubrik Hydroponik.
Quellen
- Hydroponics — Royal Horticultural Society
- Growing crops with hydroponics — Royal Horticultural Society
- Growing without soil: getting started with hydroponics at home — University of Illinois Extension
- A Suspended Net-Pot, Non-Circulating Hydroponic Method for Commercial Production of Leafy, Romaine, and Semi-Head Lettuce — University of Hawaiʻi, CTAHR
Häufige Fragen
Braucht man in der Hydroponik zwingend ein Substrat?
Nein. In Tiefwasser- oder Nährstofffilm-Systemen baden die Wurzeln direkt in der Lösung. Ein kleines Substrat, oft der Anzuchtring, dient nur dazu, die Pflanze im Korb zu halten.
Verbraucht Hydroponik viel Wasser?
Im Gegenteil: Laut der University of Illinois kann ein Hydroponik-System bis zu 90 % weniger Wasser verbrauchen als eine Erdkultur, da nicht aufgenommenes Wasser im Kreislauf bleibt, statt abzufließen.
Was passiert bei einem Stromausfall?
Das hängt vom System ab. Docht- oder zirkulationsfreie Methoden hängen nicht vom Strom ab. Bei einem Nährstofffilm ohne Substrat trocknen die Wurzeln schnell aus, wenn die Pumpe stoppt, und ein längerer Ausfall kann die Pflanzen töten.
