9.1 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. Premièrement, la combinaison d’un système d’aquaculture en recirculation et d’une production hydroponique évite le rejet d’effluents aquacoles enrichis en azote et en phosphore dissous dans des eaux souterraines déjà polluées (Buzby et Lin 2014 ; Guangzhi 2001 ; van Rijn 2013), et deuxièmement, elle permet la fertilisation de les cultures sans sol avec ce qui peut être considéré comme une solution organique (Goddek et al. 2015 ; Schneider et al. 2004 ; Yogev et al. 2016) au lieu d’utiliser des engrais d’origine minérale fabriqués à partir de ressources naturelles appauvrissant (Schmautz et al. 2016 ; [Chap. 2](/communauté/articles/chapter-2-aquaponics-closing-le-le-le-sur-le-le-cycle-du-cycle-sur-le-on- ressources limitées en eau, terres et éléments nutritifs)). De plus, l’aquaponie produit une croissance végétale comparable à celle de l’hydroponie classique malgré les concentrations plus faibles de la plupart des nutriments dans l’eau d’aquaculture (Graber et Junge, 2009 ; Bittsanszky et al., 2016 ; Delaide et al., 2016), et la production peut être encore meilleure que dans le sol (Rakocy et al., 2004). On pense que l’augmentation des concentrations de COSub2/sous dans l’environnement aérien et les changements dans les biomes de la zone racinaire sont les principales raisons de cela. De plus, la teneur en minéraux et la qualité nutritionnelle des tomates cultivées en aquaponie sont équivalentes ou supérieures à la teneur en minéraux des tomates cultivées conventionnellement (Schmautz et al., 2016).

Malgré deux atouts attrayants (c’est-à-dire le recyclage des effluents d’aquaculture et l’utilisation d’engrais organiques), l’utilisation des effluents d’aquaculture accroît le défi de la surveillance des nutriments contenus dans la solution. En effet, il est plus difficile de contrôler la composition d’une solution où les nutriments proviennent d’une dégradation biologique de la matière organique que de suivre l’évolution de la concentration des éléments nutritifs dans une solution hydroponique avec précision à base de composés minéraux (Bittsanszky et al., 2016 ; Timmons et Ebeling 2013). De plus, les besoins nutritionnels d’une plante varient au cours de la période de croissance en fonction des stades physiologiques, et il est nécessaire de répondre à ces besoins pour maximiser les rendements (Bugbee 2004 ; Zekki et al. 1996 ; [Chap. 4](/community/articles/chapter-4-technologies hydroponiques)).

Afin de recycler les effluents d’aquaculture pour produire de la biomasse végétale, il est nécessaire d’optimiser les taux de recyclage du phosphore et de l’azote (Goddek et al. 2016 ; Graber et Junge 2009 ; Chap. 1). Plusieurs facteurs peuvent influer sur cette situation, notamment les espèces de poissons, la densité des poissons, la température de l’eau, le type de plantes et la communauté microbienne (ibid.). Il est donc primordial de comprendre le fonctionnement des cycles nutritionnels en aquaponie (Seawright et al., 1998). Ce chapitre vise à expliquer l’origine des nutriments dans un système aquaponique, à décrire les cycles nutritionnels et à analyser les causes des pertes de nutriments.