Maintien d'une colonie bactérienne saine

Les principaux paramètres affectant la croissance des bactéries qui doivent être pris en compte lors du maintien d’un biofiltre sain sont une surface adéquate et des conditions d’eau appropriées.

Surface

Les colonies bactériennes prospèrent sur n’importe quel matériau, comme les racines des plantes, le long des parois des bassins à poissons et à l’intérieur de chaque tuyau de culture. La superficie totale disponible pour ces bactéries déterminera la quantité d’ammoniac qu’elles sont capables de métaboliser. Selon la biomasse du poisson et la conception du système, les racines des plantes et les parois des bassins peuvent fournir une surface adéquate. Les systèmes à forte densité de stockage des poissons nécessitent un composant de biofiltration distinct dans lequel se trouve un matériau à grande surface, tel que des milieux de culture inertes - gravier, tuf ou argile expansée (figure 2.7).

pH de l’eau

Le pH est à quel point l’eau est acide ou basique. Le niveau de pH de l’eau a un impact sur l’activité biologique des bactéries nitrifiantes et sur leur capacité à convertir l’ammoniac et le nitrite (figure 2.8). Les fourchettes pour les deux groupes nitrifiants ci-dessous ont été identifiées comme idéales, mais la littérature sur la croissance des bactéries suggère également une fourchette de tolérance beaucoup plus grande (6-8,5) en raison de la capacité des bactéries à s’adapter à leur environnement.

| Bactéries nitrifiantes | Ph optimal | | — | — | | Nitrosomonas spp. | 7.2-7.8 | | Nitrobacter spp. | 7.2-8.2 |

Cependant, pour l’aquaponie, une plage de pH plus appropriée est de 6 à 7 parce que cette plage est meilleure pour les plantes et les poissons (le chapitre 3 traite du compromis sur les paramètres de qualité de l’eau). De plus, une perte d’efficacité bactérienne peut être compensée par la présence d’un plus grand nombre de bactéries, de sorte que les biofiltres doivent être dimensionnés en conséquence.

Température de l’eau

La température de l’eau est un paramètre important pour les bactéries, et pour l’aquaponie en général. La plage de température idéale pour la croissance et la productivité des bactéries est de 17 à 34 °C. Si la température de l’eau descend en dessous de 17 °C, la productivité des bactéries diminuera. En dessous de 10 °C, la productivité peut être réduite de 50 % ou plus. Les basses températures ont des répercussions importantes sur la gestion des unités durant l’hiver (voir le chapitre 8).

Oxygène dissous

Les bactéries nitrifiantes ont besoin d’un niveau adéquat d’oxygène dissous (OD) dans l’eau en tout temps afin de maintenir des niveaux élevés de productivité.

La nitrification est une réaction oxydative, où l’oxygène est utilisé comme réactif ; sans oxygène, la réaction s’arrête. Les concentrations optimales d’OD sont de 4 à 8 mg/litre. La nitrification diminuera si les concentrations d’OD tombent en dessous de 2,0 mg/ litre. De plus, sans concentrations suffisantes d’OD, un autre type de bactérie peut se développer, une bactérie qui convertira les nitrates précieux en azote moléculaire inutilisable dans un processus anaérobie appelé dénitrification.

Lumière ultraviolette

Les bactéries nitrifiantes sont des organismes photosensibles, ce qui signifie que la lumière ultraviolette (UV) du soleil est une menace. C’est particulièrement le cas lors de la formation initiale des colonies bactériennes lors de la mise en place d’un nouveau système aquaponique. Une fois que la bactérie a colonisé une surface (3 à 5 jours), la lumière UV ne pose aucun problème majeur. Une façon simple d’éliminer cette menace consiste à recouvrir le réservoir de poisson et les composants de filtration d’un matériau protecteur contre les UV tout en s’assurant qu’aucune eau dans le composant hydroponique n’est exposée au soleil, au moins jusqu’à ce que les colonies bactériennes soient complètement formées.

Les bactéries nitrifiantes poussent sur un matériau à grande surface (figure 2.9), abrité à l’aide d’un matériau de protection contre les UV et dans des conditions d’eau appropriées (tableau 2.1).

TABLEAU ##### 2.1

Plage de tolérance à la qualité de l’eau pour les bactéries nitrifiantes

| | **Température (°C) ** | Ph | **Ammoniac (mg/litre) ** | **Nitrite (mg/litre) ** | **Nitrate (mg/litre) ** | **DO (mg/litre) ** | | — | — | — | — | — | — | — | | Plage de tolérance | 17 -34 | 6 -8,5 | \ < 3 | \ < 3 | \ < 400 | 4 -8 |

*Source : Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et l’agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec la permission. *