Cyclisme du système et démarrage d'une colonie de biofiltres
Le cycle du système est un terme qui décrit le processus initial de construction d’une colonie bactérienne lors du premier démarrage d’un RAS, y compris une unité aquaponique. Dans des circonstances normales, cela prend 3 à 5 semaines ; le cyclisme est un processus lent qui exige de la patience. Dans l’ensemble, le processus consiste à introduire constamment une source d’ammoniac dans l’unité aquaponique, à alimenter la nouvelle colonie bactérienne et à créer un biofiltre. Les progrès sont mesurés en surveillant les niveaux d’azote. Généralement, le cyclisme a lieu une fois qu’un système aquaponique est construit, mais il est possible de donner une longueur d’avance au biofiltre lors de la création d’un nouveau système aquaponique. Il est important de comprendre que pendant le cycle, il y aura des niveaux élevés d’ammoniac et de nitrite, qui pourraient être nocifs pour les poissons. En outre, assurez-vous que tous les composants aquaponiques, en particulier le biofiltre et le réservoir à poisson, sont protégés de la lumière directe du soleil avant de commencer le processus.
Une fois introduit dans l’unité, l’ammoniac devient une source de nourriture initiale pour l’AOB, dont quelques-unes sont naturellement présentes et recrutent eux-mêmes dans le système. Ils peuvent être trouvés sur terre, dans l’eau et dans l’air. Dans les 5 à 7 jours suivant la première addition d’ammoniac, l’AOB commence à former une colonie et commence à oxyder l’ammoniac en nitrite. L’ammoniac doit être ajouté de façon continue, mais prudente, pour assurer une nourriture suffisante à la colonie en développement sans devenir toxique. Après 5 à 7 jours, les niveaux de nitrite dans l’eau auront commencé à augmenter, ce qui à son tour attire le NOB. À mesure que les populations de NOB augmentent, les concentrations de nitrites dans l’eau commenceront à diminuer à mesure que le nitrite est oxydé en nitrate. Le procédé complet est illustré à la figure 5.3, qui montre les tendances de l’ammoniac, du nitrite et du nitrate dans l’eau au cours des 20 à 25 premiers jours de cycle.
La fin du cycle est définie comme lorsque la teneur en nitrate augmente régulièrement, que la teneur en nitrite est de 0 mg/litre et que la teneur en ammoniac est inférieure à 1 mg/litre. Dans de bonnes conditions, cela prend environ 25 à 40 jours, mais si la température de l’eau est fraîche, le cycle complet peut prendre jusqu’à deux mois pour terminer. À ce stade, une colonie bactérienne suffisante s’est formée et est en train de convertir activement l’ammoniac en nitrate. La raison pour laquelle ce processus est long est que les bactéries nitrifiantes se développent relativement lentement, nécessitant 10 à 15 heures pour doubler dans la population. Cependant, certaines bactéries hétérotrophes peuvent doubler en seulement 20 minutes.
Les détaillants d’aquariophilie ou d’aquaculture vendent divers produits contenant des bactéries nitrifiantes vivantes (dans une bouteille). Une fois ajoutés à l’unité, ils colonisent immédiatement un système, évitant ainsi le processus de cyclisme expliqué ci-dessus. Cependant, ces produits peuvent être coûteux ou indisponibles et, en fin de compte, inutiles, car le processus de cycle peut être réalisé à l’aide de moyens organiques. Alternativement, si un autre système aquaponique est disponible, il est extrêmement utile de partager une partie du biofiltre comme une graine de bactéries pour le nouveau système. Cela réduit considérablement le temps nécessaire au cyclisme du système. Il peut également être utile de commencer séparément un milieu biofiltrant en continu une solution contenant 2-3 mg/litre d’ammoniac pendant quelques semaines à l’avance. Le média fonctionnerait alors comme un apprêt en l’intégrant simplement dans le nouveau biofiltre aquaponique. Il est possible de construire un système de ramassage simple en suspendant une large caisse en plastique de milieu au-dessus d’un petit réservoir contenant la solution d’ammoniac qui circule par une petite pompe d’aquarium.
Beaucoup de gens utilisent le poisson comme source originale d’ammoniac dans un nouveau réservoir. Cependant, ces poissons subissent les effets d’une forte teneur en ammoniac et en nitrite tout au long du cycle. De nombreux nouveaux aquariophiles n’ont pas la patience de permettre à un char de rouler complètement et le résultat est que le nouveau poisson meurt, communément appelé « syndrome du nouveau bassin ». En cas d’utilisation de poissons, il est recommandé d’utiliser une très faible densité d’ensemencement (≤ 1 kg/m3). Au lieu d’utiliser du poisson, il existe d’autres sources de cet ammoniac initial pour commencer à alimenter la colonie de biofiltres. Parmi les sources possibles, mentionnons les aliments pour poissons, les déchets animaux stérilisés, les engrais au nitrate d’ammonium et l’ammoniac pur. Chacune de ces sources a des effets positifs et négatifs, et certaines sources sont beaucoup meilleures et plus sûres à utiliser que d’autres.
La meilleure source d’ammoniac est la nourriture finement broyée parce qu’il s’agit d’un produit biologiquement sûr et qu’il est relativement facile de contrôler la quantité d’ammoniac ajoutée (figure 5.4). Assurez-vous d’utiliser uniquement des aliments pour poissons frais, intacts et exempts de maladies. Les déchets de poulet, bien qu’ils soient une excellente source d’ammoniac, peuvent être très risqués et peuvent introduire des bactéries dangereuses dans le système aquaponique (figure 5.5). Escherichia coli et Salmonella spp. se trouvent couramment dans le fumier de poulet et d’autres animaux et, par conséquent, tout fumier doit être stérilisé avant utilisation. Les produits d’ammoniac domestiques peuvent être utilisés, mais assurez-vous que le produit est 100 % d’ammoniac et qu’il ne comprend pas d’autres ingrédients tels que des détergents, des colorants ou des métaux lourds qui pourraient ruiner l’ensemble du système. Une fois que la source d’ammoniac a été choisie, il est important d’ajouter l’ammoniac lentement et régulièrement et de surveiller les niveaux d’azote tous les deux ou trois jours (figure 5.6). Il est utile d’enregistrer les niveaux sur un graphique pour suivre le processus du cyclisme. Il est important de ne pas ajouter trop d’ammoniac, et il vaut mieux en avoir un peu trop peu que trop. La concentration cible est de 1-2 mg/litre. Si jamais les concentrations d’ammoniac dépassent 3 mg/litre, il est nécessaire de procéder à un échange d’eau pour diluer l’ammoniac afin de l’empêcher d’inhiber les bactéries.
Ajout de poissons et de plantes pendant le processus de cyclisme
Les plantes et les poissons ne doivent être ajoutés qu’une fois le cycle terminé. On peut ajouter des plantes un peu plus tôt, mais on s’attend à des carences en nutriments chez ces premières plantes au cours de cette période parce que d’autres nutriments prennent du temps pour atteindre des concentrations optimales (figure 5.7).
Ce n’est qu’une fois que les concentrations d’ammoniac et de nitrite sont inférieures à 1 mg/litre qu’il est possible de commencer à empocher les poissons en toute sécurité. Commencez toujours à empocher le poisson lentement. Une fois les poissons ensemencés, il n’est pas rare de voir un pic secondaire et plus petit d’ammoniac et de nitrite. Cela se produit si l’ammoniac créé à partir des poissons nouvellement ensemencés est beaucoup plus élevé que les quantités journalières d’ammoniac ajoutées au cours du cycle. Continuer de surveiller les niveaux des trois types d’azote et être prêt à effectuer des échanges d’eau si les niveaux d’ammoniac ou de nitrite augmentent au-dessus de 1 mg/litre pendant que le système continue de fonctionner.
*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 permission. *