Ett akvaponiskt odlingssystem bygger på en balans mellan mängden fisk och mängden växter. Fiskarna producerar kväve i form av ammonium genom maten de äter, och växterna använder kvävet tillsammans med andra näringsämnen för tillväxt. Om fiskmängden är för låg produceras för lite kväve, och växternas tillväxt begränsas. Om fiskmängden är för hög frigörs mer kväve än vad växterna hinner ta upp, och ammonium/nitrit kan snabbt nå nivåer som är direkt toxiska för fisk – med fiskstress, skador och i värsta fall fiskdöd som följd.

För en övergripande genomgång av systemets delar – inklusive koncepten specifik yta och biologisk filtrering, rekommenderas att du först läser den här artikeln.

Uträkning biologisk yta (BSA)

I vårt exempel kommer vi använda ett separat biofilter tillsammans med NFT rännor, men samma princip gäller även för mediabäddar. När du använder ett separat biofilter med rörliga biobärare (t.ex. biobollar/biokulor) räknar du inte på mängden vatten i systemet, utan på den biologiskt aktiva ytan som bakterierna faktiskt kan växa på.

Biobärare anges med specifik yta, t.ex. 470 m²/m³. Det betyder att en kubikmeter biobärare innehåller 470 m² yta där bakterier kan växa. Ett enkelt sätt att förstå det är att se varje biobärare som ett hopvikt papper, det tar liten plats, men om du ”vecklar ut” all dess yta får du en mycket stor yta. Därför används måttet m²/m³: du fyller filtret med en volym (m³), men bakterierna använder ytan (m²).

Dimensionering av biofilter (MBBR)

Biofiltret dimensioneras utifrån hur mycket ammonium (TAN) som bildas från fodret och hur stor biologiskt aktiv yta (BSA) biofiltret har. Det är alltså ytan där nitrifierande bakterier kan växa som avgör kapaciteten, inte mängden vatten och inte mängden fisk i sig.

1) Beräkna biologiskt aktiv yta (BSA)

Förklaring:

• BSA = total biologisk yta (m²) där nitrifierande bakterier kan växa
  
  
• V_media = volym biobärare (m³)
  
  
• SSA = specifik yta (m² per m³ media), t.ex. 470 m²/m³ för K1/Kaldnes-typ
  

Exempel: 30 L media = 0,03 m³ → 0,03 × 470 = 14,1 m² BSA

Nu kan vi koppla detta till mängden foder som biofiltret kan hantera.

2) Koppla BSA till maximal fodergiva per dygn

Förklaring:

• BSA = beräknad biologisk yta (m²)
  
  
• 0,25 = konservativ nitrifikationskapacitet (≈0,25 g TAN-N per m² och dygn)
  
  
• 0,015 ≈ 1,5 % av fodret omvandlas till ammonium (TAN-N)

I vårt fall har vi räknat med en konservativ nitrifikation i biofiltret vilket oftast sker i yngre system, system med skiftande ph, sämre syresättning eller ojämn belastning. Perfekt om man är nybörjare och inte vill råka ut för några överraskningar.

När vi sätter in vår biologiskt aktiva yta (BSA = 14,1 m²) i formeln för maximal fodergiva får vi:

‍

Vi börjar med att ta den totala biologiska ytan vilket i vårt fall var 14,1 m² och multiplicerar det med vår konservativa nitrifikation vilket är 0,25g totalt kväve per m² och dygn. Det ger mängden kväve i gram (3,525 gram TAN-N per dygn) som filtret kan hantera.

När vi nu vet hur mycket kväve (TAN-N) biofiltret kan omvandla per dygn (≈ 3,525 g TAN-N), kan vi räkna ut hur mycket foder detta motsvarar. Orsaken är att en liten del av fodret blir kväve som utsöndras via fiskarnas gälar. En bra tumregel är att:

≈ 1,5 % av fodrets vikt omvandlas till ammonium (TAN-N).

Det innebär att vi kan ta mängden kväve biofiltret klarar, och dela den med hur mycket kväve som bildas per gram foder:

Vårt biofilter kan, med god säkerhetsmarginal, hantera cirka 235 gram foder per dygn utan att ammonium börjar byggas upp i systemet. Det betyder att vårt biofilter stabilt kan omvandla den mängd ammonium som motsvarar ungefär 235 gram foder per dygn, utan att ammonium eller nitrit börjar ansamlas.

3) Mängden fisk

Fiskar äter i genomsnitt omkring 2 % av sin kroppsvikt per dygn, vilket gör det enkelt att översätta fodermängden till total fiskbiomassa genom att dela mängden foder med kroppsvikten. Du behöver därför väga några fiskar för att få ett genomsnitt.

‍Vårt system kan bära ungefär 12 kg fisk på ett hållbart sätt, med god säkerhetsmarginal. Hur många fiskar detta motsvarar beror  på medelvikten per fisk. Det viktiga är  den totala biomassan, inte antalet individer. Systemet behöver också dimensioneras utifrån fullvuxen storlek, dvs du kan inte introducera en jättestor mängd små fiskar, då de snabbt kommer bli för stora och överbelasta systemet.

Hur mycket näring behöver växterna?

När fisken äter bildas kväve i form av ammonium, både via urin och som rester av foder och avföring. Biofiltret omvandlar ammoniumet till nitrat, och det är framför allt nitratet som växterna använder. Därför kan man räkna med att en exempelvis en sallatsplanta i NFT behöver ungefär 7,5 mg kväve per planta och dygn, vilket motsvarar cirka 0,5 g fiskfoder per planta och dygn. Vill du veta mer om tillförsel av specifika näringsämnen, läs den här artikeln.

Exempelvis, i ett system med 8 NFT-rännor med 20 plantor per ränna, alltså 160 plantor, innebär det:

• Lugn etableringsfas: ≈ 80 g foder per dygn
• Bra växttillväxt i stabil fas: ≈ 160–190 g foder per dygn

Koppla antalet fiskar till växternas näringsbehov

Hur mycket foder systemet kan hantera beror på fiskens totala biomassa och hur mycket de äter i procent av sin kroppsvikt. Vi använder guldfiskar i vårt räkneexempel, men samma princip gäller för andra fiskar. När våra guldfiskar har vuxit in i systemet äter de ungefär 2% av sin vikt per dygn, vilket betyder att 160–190 g foder per dygn motsvarar ungefär 6–8 kg fisk.

Det är fiskarnas sammanlagda vikt som avgör om växterna får tillräckligt med näring, inte hur många fiskar det är.

Dimensionera efter fullvuxen fisk, inte startvikt

Vårt system kan bära upp till ca 12 kg fisk med god säkerhetsmarginal. Hur många fiskar detta motsvarar beror på vilken vikt de har:

• Om fiskarna väger runt 300 g styck → ~40 fiskar
• Om de väger runt 500 g styck → ~25 fiskar
• Om de väger runt 200 g styck → ~60 fiskar

Det viktiga är alltså biomassan, inte antalet individer.
Man kan inte lägga i “många små” fiskar och tänka att det är lugnt, de växer snabbt, och då kan systemet överbelastas om man inte tänkt efter i förväg.

Hur stor behöver fisktanken vara?

Vi räknar med minst 40 liter vatten per kilo fisk. Detta ger fiskarna utrymme att röra sig, gör det lättare att hålla uppe syresättningen och ger systemet ett stabilare pH. Om man går mycket lägre än så blir systemet betydligt känsligare, eftersom fler fiskar på mindre volym konsumerar mer syre, och det är lättare att pH rasar fort. En större vattenvolym fungerar därför som en buffert som jämnar ut variationer och gör systemet mer förlåtande.

I vårt fall innebär det att om vi siktar på 6–8 kg fisk i etablerad fas (se uträkning nedan), behöver fisktanken rymma minst 240–320 liter. För ännu bättre stabilitet, och för att vara på säkra sidan väljer vi en tank på cirka 480 liter.

Hur börjar vi?

Därför startar vi med ca 80 guldfiskar på cirka 20 g styck (≈ 1,6 kg biomassa). När de växer till 60–90 g styck når systemet naturligt den 6–8 kg biomassa som motsvarar 160–190 g foder/dygn, den mängd växterna behöver för att växa bra, baserat på våra 160 sallatsplantor i NFT rännor. Om vi istället hade använt en mediabädd hade det räckt till cirka 6–10 m² bäddyta (vid ca 20–25 cm plantavstånd).

Det är alltså inget man behöver “justera sig fram till” varje dag, systemet växer in i balans över tid.

Kalkylator akvaponi

Sammanfattning

I vilken ände börjar man?

1. Det enklaste sättet är att utgå från hur många växter du vill försörja och sedan räkna baklänges därifrån. Om vi till exempel vill odla 160 fullvuxna plantor så behöver de ungefär 160–190 g foder per dygn
   _{(7,5 mg kväve per planta × 160 plantor = 1200 mg = 1,2 g kväve/dygn → 1,2 g ÷ 0,015 ≈ 80 g foder vid etablering → ungefär dubbelt vid full tillväxt ≈ 160–190 g/dygn).
   ‍}‍
2. Det betyder att vi behöver cirka 6–8 kg fisk, eftersom fiskarna i genomsnitt äter omkring 2 % av sin kroppsvikt per dag
   _{(160–190 g foder ÷ 0,02 ≈ 8–9,5 kg → vi siktar på 6–8 kg för att få säkerhetsmarginal).
   ‍}‍
3. För att denna fodergiva ska kunna omvandlas till växttillgängligt nitrat utan att ammonium eller nitrit byggs upp, behövs ett biofilter med minst ca 14 m² biologiskt aktiv yta.
   (_{0,25 g TAN/m²·dygn kapacitet → 1,2–1,5 g TAN/dygn från fodret → 1,2 ÷ 0,25 ≈ 4,8 m² i etablering och ~dubbelt vid full drift ≈ 10–14 m²)
   ‍}‍
4. Detta motsvarar ungefär 30 liter rörlig biobärare (t.ex. K1/Kaldnes).
   ‍_{(14 m² ÷ 470 m²/m³ ≈ 0,03 m³ = 30 L media)
   ‍}‍
5. Fisktanken behöver rymma minst 240–320 liter, men gärna mer för stabilitet.
   ‍ _{(6–8 kg fisk × ~40 L/kg = 240–320 L → vi väljer ca 480 L för bättre buffert och enklare pH-hantering)
   ‍}‍
6. När vi startar fyller vi inte tanken med full fiskbiomassa direkt, utan låter systemet växa in i balans. Därför börjar vi med cirka 80 guldfiskar på runt 20 g styck (≈ 1,6 kg biomass). När de gradvis växer till 60–90 g styck når systemet naturligt 6–8 kg biomassa, vilket matchar växternas näringsbehov utan daglig justering.
   ‍
7. Och om vi istället hade använt mediabädd istället för NFT, hade samma näringsmängd räckt till ungefär 6–10 m² bäddyta.
   _{(1 m² mediabädd hanterar ca 25–35 g foder/dygn → 160–190 g/dygn motsvarar 5–8 m² → vi anger 6–10 m² för god marginal)}