5.8 L'aquaponie comme approche écologique

Jusqu’à récemment, l’aquaponie était dominée par des approches de conception entièrement recirculant (ou couplées) qui partagent et recirculent constamment la ressource en eau entre les deux composantes principales (pisciculture et culture végétale) (Rakocy et al., 2006 ; Lennard, 2017). En outre, les approches de faible à moyenne technologie appliquées historiquement à l’aquaponie ont suscité le désir d’éliminer les composants coûteux afin d’accroître le potentiel d’un résultat économique positif. L’un des composants de filtration appliqués presque toujours aux technologies standard RAS et hydroponiques/cultures de substrat, celui de la stérilisation aquatique, n’a pas été régulièrement inclus par les concepteurs aquaponiques.

La stérilisation dans un contexte de culture d’hydroponie et de substrat est universellement appliquée parce que les densités élevées des poissons ou des plantes cultivées attirent habituellement la pression des organismes aquatiques pathogènes qui abaissent considérablement les taux de production globaux (Van Os, 1999 ; Timmons et al., 2002). La principale raison de cette augmentation de la pression des ravageurs aquatiques dans les deux technologies est que chacune se concentre sur la fourniture de ressources biotiques et écologiques minimales et permet donc un « espace écologique » considérable à l’intérieur de l’eau du système pour la colonisation biotique. Dans ces conditions biologiques « ouvertes », les espèces nuisibles et pathogènes prolifèrent et tendent à se coloniser rapidement pour profiter des espèces présentes (poissons et plantes) (Lennard, 2017). Dans ce contexte, la stérilisation ou la désinfection de l’eau de culture a toujours été considérée comme une approche conçue pour contrer le problème (Van Os, 1999 ; Timmons et al., 2002). Cela signifie que tant les industries de la culture hydroponique/substrat adoptent une approche de stérilisation pour contrôler les organismes pathogènes présents dans les eaux de culture associées.

L’aquaponie a toujours mis l’accent sur l’importance de la microbiologie associée pour la prestation de services biologiques importants. Dans tous les modèles aquaponiques couplés de Rakocy et de son équipe d’UVI, un filtre biologique n’a pas été inclus parce qu’ils ont démontré que la culture du radeau, composante hydroponique, fournissait plus que suffisamment de surface pour soutenir la taille de la colonie de bactéries nitrifiantes pour traiter tout l’ammoniac produit par les poissons comme un les déchets dissous et les convertir en nitrates (Rakocy et al. 2006, 2011). Rakocy et son équipe n’ont donc pas préconisé la stérilisation appliquée de l’eau du système parce qu’elle pourrait avoir affecté les colonies bactériennes nitrifiantes. Cette perspective historique UVI/Rakocy a dicté la conception du système aquaponique dans l’avenir. D’autres avantages de ne pas inclure la stérilisation aquatique dans les systèmes aquaponiques ont été identifiés et discutés, en particulier dans le contexte du microbiote végétal d’assistance (Savidov, 2005 ; Goddek et al., 2016).

La pensée actuelle dans la recherche et l’industrie aquaponiques est que le fait de ne pas appliquer aucune forme de stérilisation ou de désinfection aquatique permet à l’eau du système de développer une écologie aquatique complexe qui se compose de nombreuses formes de vie microbiologiques différentes (Goddek et al. 2016 ; Lennard 2017). Cela produit une situation semblable à celle d’un écosystème naturel où une grande diversité de microflore interagit entre elles et avec les autres formes de vie associées au sein du système (c.-à-d. poissons et plantes). Le résultat proposé est que cette diversité mène à une situation dans laquelle aucun organisme pathogène ne peut dominer en raison de la présence de toutes les autres microflore et ne peut donc avoir d’effets dévastateurs sur la production de poissons ou de plantes. Il a été démontré que les systèmes aquaponiques contiennent une grande diversité de microflore (Eck 2017) et, grâce au mécanisme proposé de diversité écologique décrit ci-dessus, une aide à la santé et à la croissance des poissons et des plantes est fournie grâce à cette diversité microbienne (Lennard, 2017).

L’approche non stérilisée et écologiquement diversifiée de l’aquaponie a été historiquement appliquée à des conceptions aquaponiques couplées ou entièrement recirculantes (Rakocy et al. 2006), alors qu’une analogie hydroponique stérilisée a été proposée pour certaines approches de conception aquaponique découplée (Monsees et al. 2016 ; Priva 2009 ; Goddek 2017). Cependant, il semble que les concepteurs plus découplés appliquent maintenant des principes qui prennent en considération une approche écologique non stérilisée (Goddek et al. 2016 ; Suhl et al. 2016 ; Karimanzira et al. 2016) et reconnaissent donc qu’il y a un effet positif associé à une microflore aquaponique diversifiée (Goddek) (Goddek et al. 2016 ; Lennard 2017).