aquaponics
Étudier l'Aquaponie à l'Université d'État du Kentucky - Un examen par Joe Pate
[Kentucky State University] (http://www.ksuaquaculture.org/) (KYSU ou KSU) est [un collège et une université historiquement noirs] (https://en.wikipedia.org/wiki/Historically_black_colleges_and_universities) fondé en 1886 à Frankfort, dans le Kentucky. En 1890, KYSU est devenue [une université de subventions foncières] (https://en.wikipedia.org/wiki/Land-grant_university) et a continué de croître pour devenir une école exceptionnelle et abritant l’un des meilleurs programmes d’aquaculture en eau douce au pays. Je me souviens de la première fois que je suis venu à KYSU, j’étudiais au Berea College, à une heure au sud de KYSU quand j’ai eu l’occasion d’assister à un atelier aquaponique organisé par KYSU.
· Joe Pate9.5 Conclusions
9.5.1 Inconvénients actuels du cycle des éléments nutritifs en aquaponie En hydroponique, la solution nutritive est déterminée avec précision et l’apport nutritif dans le système est bien compris et contrôlé. Il est donc relativement facile d’adapter la solution nutritive pour chaque espèce végétale et pour chaque stade de croissance. En aquaponie, selon la définition (Palm et al. 2018), les nutriments doivent provenir d’au moins 50 % des aliments non consommés, des matières fécales solides et des excrétions solubles du poisson, ce qui rend plus difficile la surveillance des concentrations d’éléments nutritifs disponibles pour l’absorption des plantes.
· Aquaponics Food Production Systems9.4 Bilan de masse : Qu'arrive-t-il aux nutriments une fois qu'ils entrent dans le système aquaponique ?
9.4.1 Contexte Le fonctionnement des systèmes aquaponiques repose sur un équilibre dynamique des cycles nutritifs (Somerville et al., 2014). Il est donc nécessaire de comprendre ces cycles afin d’optimiser la gestion des systèmes. Les plantes qui poussent en hydroponie ont des exigences spécifiques qui doivent être satisfaites à leurs différents stades de croissance (Resh, 2013). Par conséquent, les concentrations d’éléments nutritifs dans les différents compartiments du système doivent être surveillées de près, et les nutriments doivent être complétés pour prévenir les carences (Resh, 2013 ; Seawright et al.
· Aquaponics Food Production Systems9.3 Procédés microbiologiques
9.3.1 Solubilisation La solubilisation consiste à décomposer les molécules organiques complexes qui composent les déchets de poisson et à alimenter les restes en nutriments sous forme de minéraux ioniques que les plantes peuvent absorber (Goddek et al. 2015 ; Somerville et al. 2014). En aquaculture (Sugita et al., 2005 ; Turcios et Papenbrock, 2014) et en aquaponie, la solubilisation est principalement réalisée par des bactéries hétérotrophes (van Rijn, 2013 ; Chap.
· Aquaponics Food Production Systems9.2 Origine des éléments nutritifs
Les principales sources d’éléments nutritifs dans un système aquaponique sont les aliments pour poissons et l’eau ajoutée (contenant du Mg, du Ca, du S) (voir [sect. 9.3.2.](/community/articles/9-3-microbiological-processes #932 -Nitrification)) dans le système (Delaide et coll. 2017 ; Schmautz et coll. 2016), tel que précisé dans [Chap. 13](/community/articles/part-iii-perspective-for sustainable-development). En ce qui concerne les aliments pour poissons, il existe deux types principaux : les aliments à base de farine de poisson et les aliments à base de plantes.
· Aquaponics Food Production Systems9.1 Introduction
Les systèmes aquaponiques offrent divers avantages lorsqu’il s’agit de produire des aliments de manière innovante et durable. Outre les effets synergiques de l’augmentation de la concentration aérienne de COSub2/sous pour les cultures en serre et de la diminution de la consommation totale d’énergie thermique lors de la culture du poisson et des cultures dans le même espace (Körner et al., 2017), l’aquaponie présente deux avantages principaux pour le cycle des nutriments.
· Aquaponics Food Production Systems8.7 Impact sur l'environnement
Selon l’exemple 8.2, il existe des preuves que le traitement des boues dans les digesteurs peut avoir un effet bénéfique sur la réutilisation des éléments nutritifs, en particulier le phosphore. Les systèmes de bioréacteurs, tels qu’un système séquentiel de réacteur UASB à deux étages, peuvent augmenter l’efficacité du recyclage du phosphore jusqu’à 300% ([Chap. 10](/community/articles/chapter-10-traitements aérobiques-et-anaérobiques-pour-réduction et minéralisation des boues aquaponiques)). Auparavant, dans Chap. 2, nous avons discuté du paradoxe du phosphore par rapport à la rareté du phosphate et aux problèmes d’eutrophisation.
· Aquaponics Food Production Systems8.6 Incidence économique
Les technologies qui génèrent moins de profits, mais qui sont meilleures pour l’environnement, ne sont généralement mises en œuvre que lorsque les opérateurs reçoivent une incitation sous forme de subventions ou que des politiques les obligent à le faire. Dans le cas des systèmes aquaponiques à boucle unique, l’attrait réside dans la nouvelle technologie et l’approche du système en matière d’utilisation durable des ressources plutôt que dans son potentiel économique. Cependant, des publications récentes montrent des gains de production : les verts feuillus poussent mieux dans des environnements découplés que dans des systèmes hydroponiques stériles (Delaide et al.
· Aquaponics Food Production Systems8.5 Surveillance et contrôle
Dans le contrôle de rétroaction classique, comme le contrôle PI ou PID (Proportionnal-Integral-Derivative), les variables contrôlées (CV) sont directement mesurées, comparées à un point de consigne, puis renvoyées au processus via une loi de contrôle de rétroaction. Dans la figure 8.10, les signaux, sans l’argument temporel, sont désignés par une lettre minuscule, où y est la variable contrôlée (CV) comparée au signal de référence (point de consigne) r. L’erreur de traçabilité ε (i.
· Aquaponics Food Production Systems8.4 Dimensionnement des systèmes à boucles multiples
Pour dimensionner un système aquaponique, il faut équilibrer l’apport nutritionnel et la production. Ici, nous appliquons essentiellement le même principe que le dimensionnement d’un système à boucle unique. Pourtant, cette approche est un peu plus compliquée, mais elle sera pleinement illustrée à l’aide d’un exemple. Figure 8.5 Schéma qui montre le bilan massique dans un système aquaponique à quatre boucles ; où msubfeed/sub sont les nutriments dissous ajoutés au système via l’alimentation.
· Aquaponics Food Production Systems