5.7 Sources d'éléments nutritifs

Le principal apport de tout système aquaponique sont les nutriments ajoutés parce que les systèmes aquaponiques sont conçus pour répartir efficacement les nutriments ajoutés aux trois formes importantes de vie présentes : les poissons et les plantes (qui sont les principaux produits du système) et la microflore (qui contribuent à rendre le ajout de nutriments disponibles pour les poissons et les plantes) (Lennard 2017).

Dans les modèles aquaponiques classiques entièrement recirculants, l’un des principaux moteurs de la conception est d’utiliser la principale source d’apport nutritif, l’alimentation pour poissons, aussi efficacement que possible et donc les conceptions entièrement recirculantes s’efforcent de fournir le plus grand nombre de nutriments requis pour les plantes à partir de l’alimentation pour poissons (Lennard, 2017). Les conceptions découplées, d’autre part, mettent l’accent sur une croissance végétale optimisée en comparant directement les mélanges nutritifs et les forces appliquées dans les cultures hydroponiques standard et les cultures de substrats et en essayant de reproduire ceux dans le contexte aquaponique et, par conséquent, ne s’efforcent pas de fournir autant de les éléments nutritifs nécessaires pour les plantes provenant de l’alimentation du poisson et utilisent d’importants suppléments nutritifs externes pour atteindre les taux de croissance requis (Delaide et al., 2016). Cela signifie qu’un accent différent est mis sur l’origine des nutriments ajoutés, en fonction de l’approche de conception technique, et cela affecte donc la principale source d’approvisionnement en nutriments du système aquaponique ; pour les conceptions en pleine recirculation, la principale source d’éléments nutritifs végétaux est l’alimentation du poisson (via les déchets de poisson). ), et pour les conceptions découplées, la principale source d’approvisionnement en nutriments pour les plantes est les suppléments externes (p. ex. sels nutritifs) (Lennard, 2017).

Les conceptions aquaponiques entièrement recirculantes, comme le modèle du système aquaponique UVI, comptent sur les aliments pour poissons comme principale source de nutriments pour le système (Rakocy et al., 2006). L’aliment pour poissons est ajouté au poisson, qui le mangent, le métabolisent et en utilisent les nutriments nécessaires, puis produisent un flux de déchets (solides et dissous). Ce flux de déchets provenant du poisson devient la principale source d’éléments nutritifs pour les plantes et, par conséquent, l’alimentation pour poissons est la principale source d’éléments nutritifs pour les plantes. Le système UVI fournit environ 80 % ou plus des nutriments nécessaires à la culture des plantes à partir de l’alimentation du poisson (Lennard, 2017). Les nutriments restants nécessaires à la croissance des plantes, parce que les aliments pour poissons ne les contiennent pas dans les quantités requises, sont ajoutés au moyen d’une méthode de supplémentation en nutriments qui assure le double rôle de compléter les nutriments supplémentaires et de contrôler le pH aquatique du système (Rakocy et al., 2006). Cette approche à double rôle est appelée « tampon » et le supplément est appelé « tampon ». Pour le modèle UVI, les deux éléments nutritifs végétaux importants identifiés comme étant dépourvus d’aliments pour poissons et nécessitant une supplémentation sont le potassium (K) et le calcium (Ca) et sont complétés quotidiennement par le régime tampon. De plus, le fer nécessaire à la plante (Fe) manque également dans l’alimentation des poissons et est complété sous forme chélatée par addition directe à l’eau du système à une fréquence mesurée en semaines (c.-à-d. toutes les 2—4 semaines d’après une analyse hebdomadaire du fer aquatique) (Rakocy et al., 2006).

D’autres approches ou méthodes de conception aquaponique entièrement recirculant mettent encore plus l’accent sur la fourniture de nutriments par l’intermédiaire des aliments pour poissons. Lennard (2017) a mis au point une méthode de recirculation complète qui fournit plus de 90 % des nutriments nécessaires à la croissance des plantes provenant des aliments pour poissons ajoutés. L’augmentation de l’efficacité des nutriments fournis par l’alimentation pour poissons de cette méthode par rapport à la méthode UVI est que cette approche reminéralise les déchets solides de poisson (via une biodigestion externe à médiation bactérienne) et ajoute ces nutriments dans le système aquaponique pour l’utilisation des plantes, alors que le La méthode UVI envoie la majorité des déchets solides de poisson vers un flux de déchets externes (Rakocy et al. 2006 ; Lennard 2017). Cette approche ajoute également des éléments nutritifs déficients dans l’alimentation des poissons pour la croissance des plantes par l’intermédiaire d’un régime tampon ; cependant, ce régime est beaucoup plus exigeant et permet une manipulation plus importante des teneurs et des mélanges nutritifs que l’approche UVI (Lennard, 2017).

Par conséquent, les principales voies d’addition de nutriments pour la plupart des conceptions de systèmes aquaponiques en pleine recirculation sont les aliments pour poissons (voie principale), la supplémentation externe tampon pour l’ajout de potassium et de calcium (voie mineure) et la supplémentation directe de chélate de fer (voie mineure).

Les conceptions de systèmes aquaponiques découplés, comme celles qui sont largement adoptées actuellement en Europe, reposent sur un mélange d’éléments nutritifs pour l’alimentation des poissons et d’une supplémentation externe active pour fournir les nutriments nécessaires à la croissance des plantes (Suhl et al., 2016). Étant donné que les plans découplés ne retournent pas l’eau de la composante végétale vers la composante poisson, il est possible de personnaliser le profil nutritif dans l’eau en fonction des besoins de la plante (Goddek et al., 2016). Par conséquent, les conceptions aquaponiques découplées reposent presque toujours sur une importante supplémentation en éléments nutritifs externes pour répondre aux besoins de la plante et accordent beaucoup moins d’importance à fournir le plus de nutrition possible aux plantes à partir des déchets de poisson. De plus, la quantité de supplémentation externe est importante par rapport aux approches en pleine recirculation (Lennard, 2017) avec des fractions externes régulièrement 50 % ou plus des besoins nutritifs totaux de la plante (Goddek, 2017). Les nutriments externes complétés aux systèmes aquaponiques découplés sont le plus souvent des analogues ou dérivés hydroponiques du sel nutritif (Delaide et al., 2016 ; Karimanzira et al., 2016). Cette dépendance à une source de nutriments supplémentaires substantiels autres que ceux qui proviennent des déchets de poisson (aliments pour poissons) qui sont du sel hydroponique dans la nature, pour l’approvisionnement végétal de l’approche découplée européenne, a même directement affecté la définition de l’aquaponie que la communauté aquaponique européenne actuellement s’applique, avec l’EU COST, EU Aquaponics Hub, définissant l’aquaponie comme « … un système de production d’organismes et de plantes aquatiques où la majorité ( \ > 50 %) des nutriments qui soutiennent les plantes proviennent de déchets provenant de l’alimentation des organismes aquatiques » (Goddek 2017 ; COST FA 1305, 2017) par rapport à Lennard ( 2017), qui définit l’aquaponie comme exigeant au moins 80 % de nutriments provenant des déchets de poisson. Certains affirment également si une méthode qui repose sur 50 % des nutriments nécessaires à la croissance des plantes provenant de sources externes autres que les aliments pour poissons est en fait de nature aquaponique ou plutôt une méthode hydroponique avec certains poissons intégrés ou ajoutés (Lennard, 2017) ?

Une autre source d’approvisionnement en nutriments proposée pour les systèmes aquaponiques est celle de la supplémentation externe en nutriments par l’application de pulvérisations foliaires de plantes (Tyson et al., 2008 ; Roosta et Hamidpour, 2011 ; Roosta et Hamidpour, 2013 ; Roosta, 2014). Ces pulvérisations foliaires sont à nouveau une livraison aquatique de sels ou de dérivés hydroponiques standard. La différence est que, dans les exemples découplés ci-dessus, les sels nutritifs sont ajoutés directement à l’eau de culture et sont donc accessibles par les plantes via l’absorption des racines (Resh 2013), tandis que les pulvérisations foliaires, comme leur nom l’indique, ajoutent des sels nutritifs dissous aux feuilles des plantes et l’absorption est obtenue par la plante. accès aux stomatales ou aux cuticules foliaires (Fernandez et al., 2013).

Il existe donc plusieurs sources d’éléments nutritifs importantes utilisées en aquaponie : les aliments pour poissons, les systèmes tampons (par l’intermédiaire d’espèces basiques de sel ajustant le pH ajoutées à la colonne d’eau), les ajouts de sel nutritif (sels nutritifs hydroponiques ajoutés à la colonne d’eau) et les pulvérisations foliaires (sels nutritifs hydroponiques ajoutés à la feuille surface). Tous ces éléments fournissent des nutriments au système aquaponique pour la santé et la croissance des poissons et des plantes cultivés.