Eckhard Wibbeler Kl. 8.5, 01.03.2023
Seit einigen Jahren gibt es an der MBO die sogenannten Begabten-Module. Eines dieser Module heißt „Nachhaltige Biochemie“. In diesem Modul versuchen aktuell acht Schüler aus allen Jahrgängen der MBO, eine Aquaponik-Anlage zu bauen und zu optimieren.
Nach den Sommerferien 2021 erklärte der Modulleiter Herr Schäffner das Projekt und teilte die Schüler in Gruppen ein. Ihr Ziel ist die Erforschung und Optimierung einer Aquaponik-Anlage. Bei dieser Methode leben Fische in einem Aquarium. Wenn die Fische „mal müssen“, sondern sie sogenanntes Ammonium ab. Das Wasser mit dem Ammonium wird zu einem Biofilter weitergeleitet. Dort wird es von nitrifizierenden Bakterien in Stoffe umgewandelt, die für Pflanzen als Dünger wirken (Nitrat). Mit dem Wasser fließt das Nitrat zu Pflanzen. Abschließend fließt das nitratlose Wasser zurück in das Aquarium. Man kann in der Anlage Pflanzen und Fische als Nahrungsmittel produzieren. Der Kreislauf ist unabhängig und könnte z.B. in Zukunft auf dem Mars eingesetzt werden.
Die ersten Wochen informierten sich die Gruppen im Detail über ihre expliziten Themenbereiche und begannen mit ersten Experimenten in unserem sehr gut ausgestatteten Schülerlabor. Außerdem lernten sie viele grundlegende naturwissenschaftliche Arbeitsweisen wie zum Beispiel die genaue Bestimmung von Stoffen mithilfe eines Photometers oder der Titration. Mit der Zeit baute die Gruppe eine Anlage auf, in der zwar die Fische überlebten, aber die Pflanzen reihenweise abstarben. Das lag daran, dass der Biofilter kein Nitrat produzierte, was mit vielen Faktoren wie dem Durchfluss, dem pH-Wert oder der Temperatur des Wassers zusammenhängen konnte.
Kurz vor dem Tag der offenen Tür wurde noch ein behelfsmäßiger Biofilter zum Vorstellen gebaut, der allerdings schnell wieder abgebaut werden musste. Trotzdem konnte vielen die Funktionsweise der Aquaponik-Anlage anhand unseres bereits bestehenden Systems erklärt werden. Bald darauf brachten es zwei Mädchen aus dem Modul mit einem Algen-entfernenden Filter auf den zweiten Platz des Regionalwettbewerbs von Jugend forscht.
Innerhalb des ersten Jahres hatte die Mitglieder des Moduls eine Aquaponik-Anlage gebaut, bereits erste Versuche gestartet, gemessen, viel Theoretisches gelernt, aber auch sehr viele praktische Erfahrungen gesammelt und für das nächste Schuljahr gab es schon große Pläne.
Nach den Sommerferien erhielten wir die positive Nachricht, dass wir durch den Bayer-Schulfond finanziell gefördert werden. Nach einer ausgiebigen Planungsphase zogen wir mit einem neu gekauften Wassertank für die Fische in den Biologie-Trakt um, da man die Fische dort durch eine Scheibe direkt beobachten kann und nicht mit einem anderen Modul in dem Labor um Platz konkurrieren muss. Aus dem großen Wassertank und vielen weiteren neu angeschafften Materialien, auch für den Biofilter, bauten wir eine große und professionelle Anlage auf mit der wir erstmals stark ansteigende Nitratwerte durch den Biofilter erreichen konnten. Anfangs wollten sich die neuen Bewohner des Aquariums noch mit dem Essen schwertun, aber bald fanden wir auch für sie das richtige Futter, was uns sehr erleichterte. Zwei Schüler aus dem zehnten Jahrgang beschäftigten sich besonders viel mit der Anlage und hielten sich auch lange nach dem Unterricht noch im Biotrakt auf, um sich einem unserer ersten Ziele zu widmen: Der Teilnahme an Jugend forscht. Zusammen untersuchten sie die Zusammenhänge von Parametern wie der Temperatur mit dem Nitratgehalt im Wasser. Sie trugen Messwerte in Grafiken ein und stellten das Projekt am 13.02.2023 vor. Mit ihrem Projekt erreichten sie am Tag darauf den 2. Preis im Regionalwettbewerb Nord und den Bayer-Sonderpreis für wissenschaftliche Kommunikation.
Mit dem nitratangereicherten Wasser konnten wir unsere ersten Microgreens ziehen. Diese wurden nachhaltig auf Kokos- und Jutefasern gekeimt. In Zukunft werden weitere Varianten, Kräuter und Salate folgen. Trotz der bisherigen Erfolge ist das Projekt noch lange nicht zu Ende! Bisher ist noch keine Pflanze in der Anlage „erwachsen“ geworden und auch die Reaktion des Nitratgehalts auf andere Filtermaterialien ist ungewiss. Für die Erforschung solcher Einflüsse wird demnächst eine hochmoderne Messstation installiert, mit der wir kontinuierlich Nitratwerte messen können, was bisher immer nur einzeln möglich war. Wir freuen uns auf viele interessante Ergebnisse!
