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Bien que l'aquaponie d'eau douce soit la technique aquaponique la plus couramment décrite et pratiquée, les ressources en eau douce destinées à la production alimentaire (agriculture et aquaculture) sont de plus en plus limitées et la salinité des sols augmente progressivement dans de nombreuses régions du monde (Turcios et Papenbrock 2014). Cela a suscité un intérêt accru et/ou une évolution vers d'autres sources d'eau (p. ex. l'eau saumâtre à hautement saline ainsi que l'eau de mer) et l'utilisation de poissons euryhaline ou d'eau salée, de plantes halophytiques, d'algues marines et de glycophytes à faible tolérance au sel (Joesting et al., 2016). Il est intéressant de noter que si la quantité de saline dans les eaux souterraines n'est estimée qu'à 0,93 % des ressources mondiales totales en eau (12 870 000 kmsup3/sup), c'est plus que les réserves souterraines d'eau douce (10 530 000 kmsup3/sup) qui représentent 30,1 % de l'ensemble des réserves d'eau douce (Appelbaum et Kotzen 2016).

L'utilisation de l'eau saline en aquaponie est un développement relativement nouveau et, comme pour la plupart des nouveaux développements, les termes utilisés pour décrire la gamme ou la hiérarchie des types doivent être établis sur une base solide. Dans sa brève histoire, le terme maraponique (c.-à-d. aquaponique marine) a été inventé pour l'aquaponie de l'eau de mer (SA), c'est-à-dire les systèmes qui utilisent l'eau de mer ainsi que l'eau saumâtre (Gunning et al., 2016). Ces systèmes sont principalement situés sur terre, dans les zones côtières et, dans le cas de la SA, à proximité d'une source d'eau de mer. Mais il y a des poissons et des plantes qui poussent et peuvent être utilisés dans des unités aquaponiques où les niveaux de salinité de l'eau varient. Ainsi, s'il est étymologique d'utiliser le terme « maraponique » pour les aquaponiques d'eau de mer, il est moins logique de qualifier aquaponiques d'eau saumâtre en utilisant ce terme. Nous suggérons donc d'ajouter un nouveau terme au lexique aquaponique, c'est-à-dire « haloponie », dérivant du mot latin halo signifiant sel et combinant cela avec des poniques suffixe. Ainsi, la maraponie est un système d'aquaculture multitrophique intégrée sur terre (AMTI) combinant la production aquacole de poissons marins, de crustacés marins, de mollusques marins, etc. avec la production hydroponique de plantes aquatiques marines (algues marines, algues marines et halophytes d'eau de mer, par exemple) à l'aide de plantes océaniques force de l'eau de mer (environ 35 000 ppm [35 g/L]). Cependant, les systèmes aquaponiques utilisant de l'eau saline au-dessous des niveaux océaniques dans une gamme de salinités devraient être appelés haloponiques (eau légèrement saline —1000 à 3000 ppm [1—3 g/L], modérément saline 3000—10 000 ppm [3—10 g/L] et salinité élevée de 10 000—35 000 ppm [10—35 g/L]). Ces systèmes sont également des systèmes d'AMTI sur terre combinant la production aquacole et la production hydroponique de plantes aquatiques, mais les poissons et les plantes sont tous deux adaptés ou bien poussent dans ce que l'on peut appeler l'eau saumâtre.

Bien que le concept de maraponie soit très nouveau, un intérêt pour la mariculture intégrée basée sur les algues marines a commencé à apparaître dans les années 1970, à partir d'une échelle de laboratoire puis à des essais pilotes en plein air. Dans certaines des premières études expérimentales, Langton et coll. (1977) ont démontré avec succès la croissance de l'algue rouge, Hypnea musciformis, cultivée dans des bassins contenant des effluents d'élevage de mollusques. Alternativement, les cultures qui seraient habituellement classées comme glycophytes, comme la tomate commune (Lycopersiçon esculentum), la tomate cerise (Lycopersiçon esculentum var. Cerasiforme) et le basilic (Ocimum basilicum), peuvent atteindre des niveaux de production remarquablement réussis à une salinité allant jusqu'à 4 g/L (4000 ppm) et sont souvent considérés comme ayant des niveaux de tolérance faibles et modérés au sel (à ne pas confondre avec les véritables halophytes résistants à des salinités élevées). Parmi les autres cultures qui tolèrent des salinités faibles et modérées, mentionnons le navet, le radis, la laitue, la patate douce, le haricot, le maïs, le chou, les épinards, les asperges, les betteraves, les courges, le brocoli et le concombre (Kotzen et Appelbaum, 2010 ; Appelbaum et Kotzen, 2016). Par exemple, Dufault et al. (2001) et Dufault et Korkmaz (2000) ont expérimenté des déchets de crevettes (matières fécales de crevettes et aliments décomposés) comme engrais pour la production de brocoli (Brassica oleracea italica) et de poivron (Capsicum annuum), respectivement. Bien que leurs études n'aient pas fait appel à des techniques maraponiques, elles portaient sur des plantes généralement cultivées à l'aide de techniques aquaponiques (d'eau douce). Par conséquent, en raison de leur tolérance à la salinité, ces cultures ont un potentiel énorme en tant qu'espèces candidates à la production dans des systèmes haloponiques utilisant des salinités faibles à moyennes.

Récemment, un certain nombre d'études ont montré que les halophytes peuvent être irrigués avec des eaux usées aquacoles provenant de systèmes marins à l'aide de techniques hydroponiques ou dans le cadre d'un système aquacole recirculant (RAS). Waller et al. (2015) ont démontré la faisabilité du recyclage des nutriments à partir d'un RAS d'eau salée (16 000 ppm) pour le bar de mer européen (D. labrax) par la production hydroponique de trois plantes halophytiques : Tripolium pannonicum (aster marin), Plantago coronopus (corne de buck) et _ Salicornia dolichostachya_ (glasswort à longues pointes).

La majorité des travaux maraponiques menés jusqu'à présent implique l'intégration de deux niveaux trophiques — plantes/algues et poissons. Cependant, un exemple de système intégrant plus de deux niveaux trophiques peut être vu dans une expérience menée par Neori et al. (2000), qui ont conçu un petit système pour la culture terrestre intensive de l'ormeau japonais (Haliotis discus hannai), des algues (Ulva lactuca et Gracilaria conferta) et des granulés daurade dorée (Sparus aurata). Ce système consistait en eau de mer non filtrée (2400 L/jour) pompée dans deux bassins d'ormeaux et drainée dans un réservoir à poissons et enfin dans une unité de filtrage et de production d'algues avant d'être rejetée en mer. Des mollusques d'alimentation filtrante pourraient également être utilisés dans un tel système. Kotzen et Appelbaum (2010) et Appelbaum et Kotzen (2016) ont comparé la croissance des légumes communs utilisant de l'eau potable et de l'eau modérément saline (4187—6813 ppm) et ont constaté que le basilic (Ocimum basilicum), le céleri (Apium graveolens), le poireau (Allium ampeloprasum porrum), la laitue (Lactuca sativa — divers types), Bette de blette (Beta vulgaris. 'cicla'), les oignons de printemps (Allium cepa) et le cresson (Nasturtium officinale) ont très bien fonctionné.

La maraponie (SA) et l'haloponie offrent un certain nombre d'avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de production de poissons et de cultures. Parce qu'ils utilisent de l'eau salée (marine à saumâtre), il y a une dépendance réduite à l'égard de l'eau douce qui, dans certaines parties du monde, est devenue une ressource très limitée. Il est généralement pratiqué dans un environnement contrôlé (p. ex. une serre, des réservoirs à débit contrôlé), ce qui offre de meilleures possibilités de production intensive. De nombreux systèmes maraponiques et haloponiques sont fermés RAS avec des biofiltres organiques et/ou mécaniques et, par la suite, la réutilisation de l'eau est élevée, la pollution des eaux usées est considérablement réduite ou éliminée, et les contaminants sont éliminés ou traités. Même les systèmes qui ne sont pas RAS peuvent réduire considérablement l'excès de nutriments dans les eaux usées avant leur rejet. De plus, la présence de contaminants dans les systèmes maraponiques et haloponiques non RAS peut être réduite ou éliminée grâce à l'utilisation d'eau contenant de faibles concentrations de contaminants naturels et à l'utilisation d'espèces aquafeeds de remplacement qui ne contiennent pas de dioxines ou de PCD (p. ex. aliments nouveaux fabriqués à partir de macroalgues). Cette amélioration de la qualité de l'eau réduit le risque d'apparition de la maladie et la nécessité d'utiliser des antibiotiques est donc considérablement réduite. En raison de leur configuration polyvalente et de leurs faibles besoins en eau, la maraponie et l'haloponie peuvent être mises en œuvre avec succès dans une grande variété de milieux, des zones côtières fertiles aux déserts arides (Kotzen et Appelbaum 2010), ainsi que dans les établissements urbains ou périurbains. Un autre avantage potentiel est que bon nombre des espèces qui conviennent à ces systèmes ont une valeur commerciale élevée. Par exemple, le bar européen euryhalin (Dicentrarchus labrax) et la daurade dorade (Sparus aurata) peuvent obtenir un prix de marché de 9 €/kg et 6 €/kg, respectivement. En outre, les halophytes comestibles ont tendance à avoir un prix de marché élevé, les agretti de mer (Salsola soda), par exemple, ayant un prix de marché de 4 à 4,5 €/kg et le samphire de marais (Salicornia europaea) se vendant à 18 €/kg dans les supermarchés.

La preuve est donc convaincante. La maraponie et l'haloponie constituent un domaine dynamique et en croissance rapide qui a le potentiel de fournir un certain nombre de services aux communautés, dont beaucoup sont explorés ailleurs dans cette publication.


Aquaponics Food Production Systems

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