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7.7 Choix de poissons et de plantes
7.7.1 Production de poisson En aquaponie commerciale à plus grande échelle, la production de poissons et de plantes doit répondre à la demande du marché. La production de poissons permet la variation des espèces, en fonction de la conception du système et des marchés locaux respectifs. Le choix des poissons dépend également de leur impact sur le système. On peut éviter la production problématique de poissons aquaponiques couplés en raison de concentrations insuffisantes d’éléments nutritifs, affectant négativement la santé des poissons.
· Aquaponics Food Production Systems7.6 Aquaponique d'eau saline/saumâtre
Un domaine de recherche relativement nouveau est l’évaluation des différentes salinités de l’eau de procédé pour la croissance des plantes. Étant donné que la demande d’eau douce dans le monde est en constante augmentation et à des prix élevés, une certaine attention a été accordée à l’utilisation des ressources en eau saline/saumâtre pour l’agriculture, l’aquaculture et aussi l’aquaponie. L’utilisation de l’eau saumâtre est importante car de nombreux pays comme Israël ont des ressources en eau saumâtre souterraine, et plus de la moitié de l’eau souterraine du monde est saline.
· Aquaponics Food Production Systems7.5 Mise à l'échelle des systèmes aquaponiques couplés
Les systèmes aquaponiques couplés typiques vont des systèmes de petite à moyenne échelle et de plus grande taille (Palm et al., 2018). La mise à l’échelle reste l’un des défis à relever à l’avenir, car elle nécessite des essais minutieux des combinaisons possibles de poissons et de plantes. Les tailles d’unité optimales peuvent être répétées pour former des systèmes à unités multiples, indépendamment de l’échelle de production. Selon Palm et al.
· Aquaponics Food Production Systems7.4 Unité de l'aquaculture
Les bassins d’élevage (taille, nombre et conception) sont sélectionnés en fonction de l’échelle de production et des espèces de poissons utilisées. Rakocy et al. (2006) ont utilisé quatre grands bassins d’élevage pour la production commerciale d’O. niloticus dans le système aquaponique UVI (États-Unis). Avec la production d’espèces de poissons omnivores ou piscivores, comme C. gariepinus, plusieurs réservoirs devraient être utilisés en raison du tri des classes de taille et de la production échelonnée (Palm et al.
· Aquaponics Food Production Systems7.3 Aquaponie couplée : conception générale du système
Le principe de l’aquaponie couplée combine trois classes d’organismes : (1) les organismes aquatiques, (2) les bactéries et (3) les plantes qui bénéficient les unes des autres dans un plan d’eau fermé recirculé. L’eau sert de moyen de transport des nutriments, principalement à partir des déchets de poisson dissous, qui sont transformés en nutriments pour la croissance des plantes par les bactéries. Ces bactéries (par exemple Nitrosomonas spec., Nitrobacter spec.) oxydent l’ammonium en nitrite et finalement en nitrate.
· Aquaponics Food Production Systems7.2 Développement historique de l'aquaponie couplée
La plupart des efforts de recherche originaux sur les systèmes aquaponiques couplés ont eu lieu aux États-Unis, avec une présence croissante dans l’UE en partie initiée par l’action COST FA1305, The EU Aquaponics Hub et dans d’autres centres de recherche européens. De nos jours, les systèmes aquaponiques entièrement recirculants dominent presque complètement l’industrie aquaponique américaine, avec des estimations selon lesquelles plus de 90 % des systèmes aquaponiques existants aux États-Unis sont entièrement recirculants (Lennard, comm.
· Aquaponics Food Production Systems7.1 Introduction
Fig. 7.1 Diagramme du premier système de Naegel (1977) cultivant Tilapia et la carpe commune en combinaison avec la laitue et les tomates dans un système fermé de recirculation La combinaison de la culture piscicole et de la culture végétale en aquaponie couplée remonte à la première conception de Naegel (1977) en Allemagne, à l’aide d’un système de passe-temps de 2000 L (fig. 7.1) situé dans une serre à environnement contrôlé.
· Aquaponics Food Production Systems6.7 Conclusions
Autrefois le domaine des petits producteurs, les progrès technologiques transportent de plus en plus l’aquaponie vers une production commerciale à plus grande échelle en mettant l’accent sur l’amélioration de la récupération des macro-éléments et des micronutriments tout en apportant des innovations techniques pour réduire les besoins en eau et en énergie. Cependant, l’expansion de l’aquaponie à l’échelle industrielle exige une meilleure compréhension et un meilleur maintien des assemblages microbiens, ainsi que la mise en œuvre de mesures de biocontrôle fortes qui favorisent la santé et le bien-être des poissons et des cultures, tout en respectant les normes de sécurité alimentaire pour les humains consommation.
· Aquaponics Food Production Systems6.6 Solides et boues en suspension
Les paramètres de fonctionnement de l’aquaponie à une échelle donnée — y compris le volume d’eau, la température, les débits d’alimentation et de débit, le pH, l’âge et la densité des poissons et des cultures — influent tous sur la distribution temporelle et spatiale des communautés microbiennes qui se développent dans ses compartiments, pour examen : RAS (Blancheton et al., 2013) ; hydroponique (Lee et Lee 2015). En plus de contrôler l’oxygène dissous, les niveaux de dioxyde de carbone et le pH en aquaponie, il est également essentiel de contrôler l’accumulation de solides dans le système RAS, car de fines particules en suspension peuvent adhérer aux branchies, provoquer une abrasion et une détresse respiratoire et augmenter la susceptibilité aux maladies (Yildiz et al.
· Aquaponics Food Production Systems6.5 Rôles bactériens dans le cycle des nutriments et la biodisponibilité
Des recherches considérables ont été menées pour caractériser les bactéries hétérotrophes et autotrophes dans les systèmes RAS et pour mieux comprendre leur rôle dans le maintien de la qualité de l’eau et le cycle des nutriments (voir Blancheton et coll. (2013) ; Schreier et coll. (2010). Les hétérotrophes non pathogènes, généralement dominés par Alphaproteobacteria et Gammaproteobacteria, ont tendance à prospérer dans les biofiltres, et leurs contributions aux transformations de l’azote sont assez bien comprises parce que le cycle de l’azote (NC) a été d’une importance primordiale dans le développement de la culture en recirculation (Timmons et Ebeling 2013).
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