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7.7.1 Production de poisson

En aquaponie commerciale à plus grande échelle, la production de poissons et de plantes doit répondre à la demande du marché. La production de poissons permet la variation des espèces, en fonction de la conception du système et des marchés locaux respectifs. Le choix des poissons dépend également de leur impact sur le système. On peut éviter la production problématique de poissons aquaponiques couplés en raison de concentrations insuffisantes d'éléments nutritifs, affectant négativement la santé des poissons. Si les systèmes aquaponiques couplés ont des rapports poissons et plantes équilibrés, les nutriments toxiques seront absorbés par les plantes qui nettoient l'eau. Étant donné que l'acceptation des substances toxiques dépend des espèces, le choix des espèces de poissons a une influence décisive sur le succès économique. Par conséquent, il est important de trouver la bonne combinaison et le bon rapport entre le poisson et les plantes, en particulier les espèces de poissons dont les activités polluent moins l'eau et les plantes à forte capacité de rétention des nutriments.

Les avantages d'une famille particulière de poissons dans les systèmes aquaponiques couplés ne sont pas clairement compris en ce qui concerne leurs besoins spécifiques en termes de qualité de l'eau et de charges nutritives acceptables. Naegel (1977) a constaté que son utilisation de Tilapia (Tilapia mossambica) et de la carpe commune (Cyprinus carpio) n'avait pas d'impact négatif notable sur la croissance des poissons et des poissons. Le poisson-chat (Ictalurus punctatus) a également été utilisé par Lewis et al. (1978) et Sutton et Lewis (1982) aux États-Unis. Il a été démontré que la qualité de l'eau aquaponique répondait facilement aux exigences des différentes espèces de poissons, notamment par l'utilisation d'espèces de poissons « faciles à produire » telles que le bleu _Tilapia (Oreochromis aureus, anciennement _Sarotherodon aurea) à Watten et Busch (1984) ; le tilapia du Nil (Oreochromis) niloticus), qui a souvent été utilisé dans des études portant sur différentes espèces végétales comme espèce de poisson modèle (Rakocy, 1989 ; Rakocy et al., 2003, 2004 ; Al-Hafedh et al., 2008 ; Rakocy, 2012 ; Villarroel et al., 2011 ; Simeonidou et al., 2012 ; Palm et al. 2014a, 2014b ; Diem et al. 2017) ; et Diem et al., 2017) ; Apia_ hybride souche rouge (_ Oreochromis niloticus_ x tilapia bleu O. aureus hybrides), qui ont été étudiés dans des environnements désertiques arides (Kotzen et Appelbaum 2010 ; Appelbaum et Kotzen 2016).

Il y a eu une expansion des types d'espèces de poissons utilisées en aquaponie, du moins en Europe, qui repose sur l'utilisation d'espèces de poissons indigènes ainsi que sur celles qui sont plus acceptées par les consommateurs. Cela inclut le poisson-chat africain (Clarias gariepinus) qui a été cultivé avec succès dans des conditions aquaponiques couplées par Palm et al. (2014b), Knaus et Palm (2017a) et Baßmann et al. (2017) dans le nord de l'Allemagne. L'avantage de C. gariepinus est une acceptation plus élevée des paramètres indésirables de l'eau tels que l'ammonium et le nitrate, et qu'il n'est pas nécessaire de fournir davantage d'oxygène en raison de leur physiologie particulière de la respiration de l'air. De bons taux de croissance de C. gariepinus dans des conditions aquaponiques couplées ont été décrits en Italie par Pantanella (2012) et en Malaisie par Endut et al. (2009). On peut s'attendre à une expansion de la production africaine de poisson-chat dans le cadre de l'aquaponie couplée, en raison de la production et de la gestion sans problèmes, de la qualité élevée des produits et de l'augmentation de la demande du marché dans de nombreuses régions du monde.

En Europe, d'autres espèces de poissons à fort potentiel commercial et à forte valeur économique sont récemment devenues au centre de la production aquaponique, l'accent étant mis en particulier sur les espèces piscivores telles que le sandre européen (Sander lucioperca). La production de sandre, une espèce de poisson relativement sensible aux paramètres de l'eau, a été testée en Roumanie en aquaponie couplée. Blidariu et al. (2013a, b) ont montré des niveaux significativement plus élevés de Psub2/SuboSub5/sub (pentoxyde de phosphore) et de nitrates dans la laitue (Lactuca sativ) utilisant le sandre comparativement à la production conventionnelle, ce qui suggère que la production de sandre en aquaponie couplée est possible sans effets négatifs sur les poissons croissance par toxicité nutritive. Les Cyprinidae (Cypriniformes) comme la carpe ont été couramment utilisés en aquaponie couplée et ont généralement montré une meilleure croissance avec des densités de stockage réduites et des débits d'eau de procédé aquaponique minimes (utilisation efficace de l'eau) au cours d'expériences menées dans Inde. La densité d'ensemencement optimale de la carpe koi (Cyprinus carpio var. koi) était de 1,4 kg/m (Hussain et al., 2014), et le meilleur gain de poids et rendement de Beta vulgaris var. bengalensis (épinards) a été trouvé avec un débit d'eau de 1,5 L/min (Hussain et al., 2015). Une bonne croissance des poissons et un rendement végétal d'épinards d'eau (Ipomoea aquatica) avec un pourcentage maximal d'élimination des éléments nutritifs (NOsub3/sub-N, POsub4/sub-P et K) ont été rapportés à un débit d'eau minimal de 0,8 L/min avec la carpe koi polycultivée (Cyprinus carpio var. koi) et les poissons d'or (Carassius auratus si et al. (2016). Il est intéressant de noter que la croissance des plantes et l'élimination des nutriments dans la production de koi (Cyprinus carpio var. koi) et de poissons d'or (Carassius auratus) (Hussain et al. 2014, 2015) avec Beta vulgaris var. bengalensis (épinards) et épinards d'eau (Ipomoea aquatica) ont augmenté linéairement avec une diminution du débit d'eau de procédé entre 0,8 L/min et 1,5 L/min. Ces résultats suggèrent que pour l'élevage de poissons cyprinidés, un débit d'eau plus faible est recommandé, car cela n'a aucun impact négatif sur la croissance des poissons. Par contre, Shete et al. (2016) ont décrit un débit plus élevé de 500 L hsup-1/sup (environ 8 L/min) pour la production de carpes communes et de menthe (Mentha arvensis), ce qui indique le besoin de différents débits d'eau pour différentes espèces végétales. Un autre cyprinide, la tanche (Tinca tinca), a été testé avec succès par Lobillo et al. (2014) en Espagne et a montré des taux élevés de survie des poissons (99,32 %) à de faibles densités d'ensemencement de 0,68 kg msup-3/sup sans dispositifs d'élimination des solides et de bons taux de survie de la laitue (98 %). Dans l'ensemble, les membres de la famille des Cyprinidae contribuent fortement à la production aquacole mondiale (FAO 2017) ; ce serait probablement aussi vrai dans les conditions aquaponiques et la productivité, mais la situation économique devrait être testée séparément pour chaque pays.

D'autres organismes aquatiques tels que les crevettes et les écrevisses ont été introduits dans la production aquaponique couplée. Mariscal-Lagarda et al. (2012) ont étudié l'influence de l'eau de transformation de la crevette blanche (Litopenaeus vannamei) sur la croissance des tomates (Lycopersiçon esculentum) et ont trouvé de bons rendements en aquaponie avec un double effet d'économie d'eau en production intégrée. Une autre étude a comparé la production aquaponique semi-intensive combinée de crevettes d'eau douce (Macrobrachium rosenbergii — la crevette malaisienne) avec le basilic (Ocimum basilicum) par rapport à la culture hydroponique traditionnelle avec une solution nutritive (Ronzón-Ortega et al. 2012). Cependant, la production de basilic en aquaponie était initialement moins efficace (taux de survie de 25 %), mais avec l'augmentation de la biomasse des crevettes, la biomasse végétale a également augmenté, de sorte que les auteurs en sont arrivés à une conclusion positive avec la production de basilic avec M. rosenbergii. Sace et Fitzsimmons (2013) ont signalé une meilleure croissance des plantes dans la laitue (Lactuca sativa), le chou chinois (Brassica rapa pekinensis) et le pakchoi (Brassica rapa) avec M. rosenbergii en polyculture avec le Nil Tilapia (O. niloticus). La culture avec les crevettes a stabilisé le système en termes de paramètres chimiques et physiques, ce qui a permis d'améliorer la croissance des plantes, bien qu'en raison de l'augmentation du pH, des carences en nutriments se soient produites dans le chou chinois et la laitue. En général, ces études démontrent que la production de crevettes dans des conditions aquaponiques est possible et peut même exercer un effet stabilisateur sur la boucle fermée — ou le principe aquaponique couplé.

# 7.7.2 Production d'usine

La culture de nombreuses espèces de plantes, d'herbes, de cultures fruitières et de légumes à feuilles a été décrite en aquaponie couplée. Dans de nombreux cas, la teneur en éléments nutritifs de l'eau de procédé aquaponique était suffisante pour une bonne croissance des plantes. Un examen de Thorarinsdottir et al. (2015) a résumé l'information sur la production végétale dans des conditions de production aquaponique provenant de diverses sources. La laitue (Lactuca sativa) était la principale plante cultivée en aquaponie et était souvent utilisée dans différentes variantes, comme la laitue croustillante (iceberg), la laitue papillon (bibb aux États-Unis), la laitue romaine et la laitue feuilletée à des températures diurnes plus basses (3—12 °C) et plus élevées (17—28 °C) (Somerville et al. 2014). De nombreuses expériences ont été réalisées avec la laitue en aquaponie (p. ex. Rakocy, 1989) ou en comparaison de la croissance de la laitue entre aquaponique, hydroponique et aquaponique complétée (Delaide et al., 2016). Laitue romaine (Lactuca sativa longifolia cv. Jericho) a également été étudié par Seawright et al. (1998) avec de bons résultats de croissance similaires à ceux de l'hydroponie autonome et une accumulation croissante de K, Mg, Mn, P, Na et Zn avec l'augmentation de la biomasse des poissons du Nil Tilapia (Oreochromis niloticus). Les concentrations de Fe et de Cu n'étaient pas affectées. Le rendement de la laitue était insignifiant, avec des densités d'ensemencement différentes de poissons (151 g, 377 g, 902 g, 1804 g) et de biomasse végétale entre 3040 g (151 g de poisson) et 3780 g (902 g de poisson). La laitue a également été cultivée, par Lennard et Leonard (2006) avec la morue Murray (Maccullochella peelii peelii), et par Lorena et al. (2008) avec l'esturgeon « bester » (hybride de Huso huso femelle et Acipenser ruthenus mâle) et par Pantanella (2012) avec le tilapia du Nile (O. ticus). En tant que culture d'eau chaude, le basilic (Ocimum basilicum) a été déclaré comme une bonne herbe pour la culture en aquaponie couplée et a été déclaré comme la culture la plus plantée par 81 % des répondants dans les résultats d'une enquête internationale (Love et al., 2015). Rakocy et al. (2003) ont étudié le basilic avec des rendements comparables en production par lots et échelonnée (2,0 ; 1,8 kg/msup2/sup), contrairement à la culture au champ avec un rendement relativement faible (0,6 kg/msup2/sup). Somerville et al. (2014) ont décrit le basilic comme l'une des herbes les plus populaires pour l'aquaponie, surtout dans les systèmes à grande échelle en raison de sa croissance relativement rapide et de sa bonne valeur économique. Différents cultivars de basilic peuvent être cultivés à des températures plus élevées entre 20 et 25 °C dans des milieux, des systèmes hydroponiques NFT (technique du film nutritif) et DWC (culture en eau profonde). Le basilic cultivé dans des lits de gravier peut atteindre un rendement 2,5 fois plus élevé combiné avec des juvéniles de tilapia (O. niloticus, 0,30 g), contrairement à C. gariepinus (0,12 g) (Knaus et Palm, 2017a).

Somerville et al. (2014) ont décrit les tomates (Lycopersiçon esculentum) comme un « excellent légume de fructification estivale » en aquaponie et peuvent faire face à une exposition complète au soleil et à des températures inférieures à 40 °C selon le type de tomate. Cependant, la durabilité économique de l'aquaponie couplée est contestée en raison de la compétitivité réduite de la production de tomates aquaponiques par rapport à la production hydroponique conventionnelle de haute technologie dans les serres, par exemple au Centre d'amélioration néerlandais de DLV GreenQ à Bleiswijk, avec un rendement de tomate de 100,6 kg msup-2/sup (Hortidaily 2015), ou même plus (Heuvelink 2018). Les recherches antérieures se sont concentrées sur la culture de cette plante principalement par rapport à la production sur le terrain. Lewis et coll. (1978) ont rapporté près du double de la récolte de tomates en aquaponie comparativement à la production au champ, et la carence en fer qui s'est produite a été corrigée en utilisant de l'acide tétra-acétique d'éthylène diamine. Les tomates ont également été produites dans différents systèmes aquaponiques au cours des dernières décennies, par Sutton et Lewis (1982) avec de bons rendements végétaux à des températures d'eau allant jusqu'à 28 °C en combinaison avec le poisson-chat de la Manche (Ictalurus punctatus), Watten et Busch (1984) en association avec le tilapia (Sarotherodon aurea) et un rendement total commercialisable en tomate de 9,6 kg/msup2/sup, soit environ 20 % des rendements enregistrés pour l'aquaponie découplée (47 kg/msup2/sup/an, Geelen 2016). McMurtry et coll. (1993) ont combiné le tilapia hybride (Oreochromis mossambicus x Oreochromis niloticus) avec des tomates dans des biofiltres de sable associés qui ont montré un « rendement végétal/rendement total élevé des plantes » de 1:1 ,5 rapport tance/biofiltre (lit filtre à sable) et McMurtry et coll. (1997) avec une augmentation des fruits végétaux totaux rendement avec un rapport de biofiltre/réservoir croissant. Il faut préciser que la production de tomates est possible sous l'aquaponie couplée. Suivant le principe de la culture des plantes sans sol en aquaponics sensu stricto après Palm et al. (2018), il est avantageux de fertiliser partiellement certains nutriments tels que le phosphore, le potassium ou le magnésium pour augmenter les rendements (voir les défis ci-dessous).

La culture d'autres espèces végétales est également possible et des essais de nouvelles cultures sont continuellement signalés. Au Royaume-Uni, Kotzen et Khandaker ont testé des légumes asiatiques exotiques, avec un succès particulier avec des gourdes amères, autrement appelées kerala ou melon amer (Momordica charantia) (Kotzen, comm. pers.). Taro (Colocasia esculenta) est une autre espèce qui est facilement cultivée avec succès, tant pour ses grandes feuilles comme l'oreille d'éléphant que pour ses racines (Kotzen, comm. pers.). Somerville et al. (2014) ont noté que des cultures comme le chou-fleur, l'aubergine, les poivrons, les haricots, les pois, le chou, le brocoli, la carde et le persil ont le potentiel de culture en aquaponie. Mais il y en a beaucoup plus (par exemple, céleri, brocoli, chou-rave, piments, etc.), y compris les plantes qui préfèrent avoir des conditions humides de racines, y compris les épinards d'eau (Ipomoea aquatica) et la menthe (Menta sp.) ainsi que certaines plantes halophytiques, comme le samphire des marais (Salicornia europaea).

Les plantes ornementales peuvent également être cultivées, seules ou avec d'autres cultures (culture intercalaire), par exemple Hedera helix (lierre commun) cultivées à l'Université de Rostock par Palm & Knaus dans un système aquaponique couplé. Les essais ont utilisé 50 % de nutriments en moins qui seraient normalement fournis aux plantes dans des conditions normales de pépinière avec un taux de réussite de 94,3 % (figure 7.10).

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Fig. 7.10 Trois catégories de lierre (Hedera helix), cultivé dans un système aquaponique couplé indiquant la qualité que le commerce de pépinière exige (a) très bonne et directement commercialisable, (b) bonne et commercialisable et (c) pas de qualité suffisante

Outre la plante choisie et la variante, il y a deux obstacles majeurs qui concernent la production de plantes aquaponiques dans les deux états suggérés de production de poisson, étendue et intensive. Dans des conditions étendues, la disponibilité des nutriments à l'intérieur de l'eau de procédé est beaucoup plus faible que dans la production de plantes commerciales, les nutriments tels que K, P et Fe sont déficients, et la conductivité est comprise entre 1000 et 1500 μS/cm, ce qui est beaucoup moins que dans la production hydroponique régulière de plante régulièrement entre 3000 et 4000 μS/cm. Les plantes qui présentent une carence en certains éléments nutritifs peuvent présenter des signes de nécroses foliaires et ont moins de chlorophylle que les plantes fécondées de façon optimale. Par conséquent, l'ajout sélectif de certains éléments nutritifs augmente la qualité des plantes qui est nécessaire pour produire des produits compétitifs.

En conclusion, la production commerciale d'aquaponiques couplées dans le cadre d'une production intensive de poissons a de la difficulté à concurrencer la production végétale régulière et l'hydroponie commerciale à grande échelle. Selon Palm et al. (2019), la composition non optimale et imprévisible des nutriments causés par le processus de production de poissons doit concurrencer les conditions nutritives optimales des systèmes hydroponiques. Il ne fait aucun doute qu'il faut développer des solutions permettant une croissance optimale des plantes tout en assurant la qualité de l'eau requise pour les poissons.

7.7.3 Options de combinaison de poissons et de plantes

La combinaison de poissons et de plantes en milieu aquaponique fermé peut générer une meilleure croissance des plantes (Knaus et al. 2018b) combinée à des avantages pour le bien-être des poissons (Baßmann et al., 2017). À l'intérieur de l'eau de procédé, de grandes variations des micronutriments et des macronutriments peuvent se produire, ce qui a des effets négatifs sur les besoins nutritionnels des plantes (Palm et al., 2019). Une analyse générale des systèmes aquaponiques couplés a montré qu'il y a de faibles niveaux d'éléments nutritifs dans les systèmes (Bittsanszky et al., 2016) comparativement aux solutions d'éléments nutritifs hydroponiques (Edaroyati et al., 2017). Les plantes ne tolèrent pas un apport insuffisant ou excédentaire de nutriments sans effet sur la croissance et la qualité, et l'apport quotidien du système aquaponique doit être ajusté en fonction des besoins nutritionnels de la plante. On peut y parvenir en régulant la densité d'ensemencement des poissons et en modifiant l'alimentation des poissons. Somerville et al. (2014) ont classé les plantes en aquaponie selon leurs besoins en nutriments comme suit :

  1. Plantes ayant de faibles besoins en nutriments (p. ex. basilic, Ocimum basilicum)

  2. Plantes ayant des besoins nutritionnels moyens (p. ex. chou-fleur, Brassica oleracea var. Botrytis)

  3. Plantes dont les besoins en nutriments sont élevés, comme les espèces fruitières (p. ex. fraises, Fragaria spec.).

Toutes les plantes ne peuvent pas être cultivées dans tous les sous-systèmes hydroponiques avec le même rendement. Le choix de la plante dépend du sous-système hydroponique si des systèmes aquaponiques classiques sans sol (p. ex. DWC, NFT, refb et flow ; aquaponics sensu stricto' — s. — au sens étroit) sont utilisés. Dans l'agriculture aquaponique (« aquaponics sensu lato » — s.l. — dans un sens plus large, Palm et al. 2018), l'utilisation de sols inertes ou avec addition d'engrais applique des techniques de jardinage provenant de l'horticulture, augmentant ainsi la gamme possible d'espèces.

Dans des conditions hydroponiques, les structures constitutives des sous-systèmes ont une influence décisive sur les paramètres de croissance des plantes. Selon Love et al. (2015), la plupart des producteurs aquaponiques ont utilisé des systèmes de radeaux et de lits médiatiques, ainsi qu'une plus petite quantité de tours verticales et de TVN. Lennard et Leonard (2006) ont étudié la croissance de la laitue de chêne vert (Lactuca sativa) et enregistré la relation Lit de gravier \ > Radeau flottant \ > TNF en termes de développement de la biomasse et de rendement en combinaison avec la morue Murray (Maccullochella peelii peelii) en Australie. Knaus & Palm (2016-2017, données inédites) ont testé différents sous-systèmes hydroponiques tels que le NFT, le radeau flottant et le substrat de gravier sur la croissance de différentes plantes dans le FishGlasHouse dans un plan expérimental aquaponique découplé, nécessitant des essais ultérieurs dans des conditions couplées. Avec l'augmentation de la densité de production de poisson-chat africain (C. gariepinus, env. 20—168 kg/msup3/sup), la plupart des cultures cultivées comme les concombres (Cucumis sativus), le basilic (Ocimum basilicum) et le pak choi (Brassica rapa chinensis) avaient tendance à croître mieux Ennard et Leonard (2006), en gravier et les aquaponiques NFT (GRAVEL \ > NFT \ > RAFT ; Wermter 2016 ; Pribbernow 2016 ; Lorenzen 2017), et la menthe verte marocaine (Mentha spicata) ont montré la performance de croissance opposée (RAFT = NFT \ > GRAVEL) avec le plus grand nombre de feuilles en NFT (Zimmermann 2017). Cela démontre un avantage des conditions de gravier et peut être utilisé au sens figuré également dans des pots de plantes conventionnelles avec substrat de sol dans des conditions aquaponiques couplées. Ce type d'aquaponie a été désigné comme « horticulture — aquaponique _ (s.l.) _ » en raison de l'utilisation de substrats du secteur horticole (sol, fibre de coco, tourbe, etc.). (voir Palm et al. 2018). Il s'agit de toutes les techniques de culture des plantes qui permettent aux plantes de pousser en pots, de sorte que le substrat dans le pot lui-même peut être considéré comme équivalent à un substrat de gravier classique pour l'aquaponie. Les recherches menées par Knaus & Palm (données inédites) ont montré une variation de la qualité des légumes cultivés couramment et donc de leur aptitude à la culture dans ce type d'aquaponie avec le sol (figure 7.11, tableau 7.1). Dans ce type d'aquaponie, les haricots, la laitue d'agneau et le radis se sont bien comportés.

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Fig. 7.11 Expériences avec une variété de légumes cultivés couramment, dans des conditions hivernales en 2016/2017 à la FishGlasHouse (Université de Rostock, Allemagne)

Tableau 7.1 Recommandation pour l'utilisation de plantes de jardinage en culture aquaponique avec l'utilisation de 50% de l'engrais ordinaire dans des pots avec de la terre

table thead tr class="en-tête » Thname/th ThLat. Nom/th ThPossible pour aquaponique/e THMARK/TH Le régime nutritionnels/e /tr /thead tbody tr class="impair » TDBeans/TD td IPHaseOlus vulgaris/i /td Tdyes/TD td1/td TDExtensive/TD /tr tr class="même » TDPEA/TD td iPisum sativum/i /td TDNO/TD td2/td TDINtensive/TD /tr tr class="impair » TDbetterave td ibêta vulgaris/i /td TDNO/TD td2/td TDBET/TD /tr tr class="même » TDtomates/TD td Isolanum lycopersicum/i /td TDNO/TD td2.3/td TDBET/TD /tr tr class="impair » Laitue de tdLamb/td td iValerianella locusta/i /td Tdyes/TD td1/td TDBET/TD /tr tr class="même » Tdradish/TD td Iraphanus sativus/i /td Tdyes/TD td1/td TDBET/TD /tr tr class="impair » TDWAT/TD td iTriticum aestivum/i /td TDNO/TD td2/td TDBET/TD /tr tr class="même » TDLettuce/TD td iLactuca sativa/i /td Tdyes/TD td1/td TDINtensive/TD /tr /tbody /table

Le choix de la plante (espèce et souche) et en particulier le sous-système hydroponique et/ou le substrat, y compris la tourbe, les substituts de tourbe, la fibre de coco, le compost, l'argile, etc. ou un mélange de ceux-ci (voir Somerville et al., 2014), a un impact significatif sur le succès économique de l'entreprise. L'efficacité de certains substrats doit être testée dans des sous-unités hydroponiques de lit médiatique (p. ex. utilisation de sable (McMurtry et al., 1990, 1997), de gravier (Lennard et Leonard, 2004) et de perlite (Tyson et al., 2008). Somerville et al. (2014) ont décrit l'utilisation d'autres substrats médiatiques comme les graviers volcaniques ou la roche (tuff/tuf), le gravier calcaire, le gravier du lit de rivière, la pierre ponce, les plastiques recyclés, les substrats organiques comme la fibre de coco, la sciure, la mousse de tourbe et le tronc de riz. Les études comparatives qualitatives assorties de recommandations, cependant, sont très rares et font l'objet de recherches futures.

7.7.4 Polyponique

La combinaison de différents organismes aquatiques dans un seul système aquaponique peut augmenter les rendements totaux. Appliqué pour la première fois par Naegel (1977), ce principe de production multi-espèces a été inventé par Knaus et Palm (2017b) à partir du terme polyculture combinée à l'aquaponie dans les systèmes couplés comme « polyponique » (polyculture + aquaponique). Comme l'AMTI (aquaculture multitrophique intégrée), la polyponique élargit la diversité des systèmes de production. L'utilisation de plusieurs espèces dans un système présente à la fois des avantages et des inconvénients : a) la diversification permet au producteur de répondre aux demandes du marché local, mais b) d'autre part, l'accent est mis sur un certain nombre de produits, ce qui nécessite une plus grande compétence et une meilleure gestion. Les informations publiées sur la polyponique sont rares. Cependant, Sace et Fitzsimmons (2013) ont signalé une meilleure croissance de la laitue, du chou chinois et du pakchoi en polyculture avec des crevettes d'eau douce (Macrobrachium rosenbergii) et du tilapia du Nil (O. niloticus) en aquaponie couplée. Alberts-Hubatsch et coll. (2017) ont décrit la culture d'écrevisses nobles (Astacus astacus), de bars hybrides rayés (Morone saxatilis x M. chrysops), de microalgues (Nannochloropsis limnetica) et de cresson (Nasturtium officinale), où la croissance des écrevisses était plus élevée que prévue, se nourrissait de racines de racines de cresson, les excréments de poisson et un régime conçu pour le sandre.

Les recherches initiales menées à l'Université de Rostock ont montré des différences dans la croissance des plantes dans deux unités aquaponiques identiques à couplage arrière de 25msup2/sup avec la production de poisson-chat africain (Clarias gariepinus) et du Nil Tilapia (Oreochromis niloticus, Palm et al. 2014b). Les rendements végétaux de laitue (Lactuca sativa) et de concombre (Cucumis sativus) étaient significativement meilleurs en combinaison avec O. niloticus. Cet effet a également été observé par Knaus et Palm (2017a) avec un rendement 2,5 fois plus élevé dans le basilic (Ocimum basilicum) et deux fois plus de biomasse de persil (Petroselinum crispum) combinée à O. niloticus. Une autre comparaison entre O. niloticus et la carpe commune (Cyprinus carpio) a montré une biomasse brute doublement plus élevée par plante (g plantsup-1/sup) de tomates (Solanum lycopersicum) avec tilapia et une biomasse brute légèrement augmentée de concombres (Cucumis sativus) avec carpe, cependant, avec des concombres plus élevés fruits poids dans l'unité aquaponique O. niloticus (Knaus et Palm 2017b). Le rendement en menthe (Mentha x piperita) était environ 1,8 fois plus élevé dans l'unité tilapia, mais le persil était 2,4 fois plus élevé en combinaison avec la carpe (Knaus et al. 2018a). Les résultats de ces expériences ont suivi l'ordre de croissance des plantes : O. niloticus \ > C. carpio \ > C. gariepinus, tandis que la croissance des poissons a montré un ordre inverse avec : C. gariepinus \ > O. niloticus \ > C. carpio.

Selon ces résultats, le choix du poisson influence le rendement des plantes et une combinaison de différentes espèces de poissons et leur performance de croissance respective permet d'ajuster une aquaponie couplée à des rendements optimaux pour les poissons et les plantes. Au cours d'expériences consécutives (O. niloticus seulement, C. gariepinus seulement), un rendement plus élevé en biomasse basilic (O. basilicum) de 20,44 % (différence de croissance des plantes — PGD) a été observé pour O. niloticus, contrairement au rendement basilic avec C. gariepinus (Knaus et al. 2018b). Ainsi, O. niloticus peut être utilisé pour augmenter le rendement de la plante dans un système général C. gariepinus. Ce soi-disant effet de stimulation de Tilapia améliore la production globale du système et compense i) une croissance plus faible des plantes avec une croissance élevée des poissons de C. gariepinus ainsi que ii) une croissance plus faible des poissons dans O. niloticus avec un accroissement du rendement de la plante. Une première ferme polyponique commerciale a ouvert ses portes à Bali, en Indonésie, produisant du tilapia combiné avec du poisson-chat asiatique (Clarias batrachus) et des produits agricoles conventionnels.


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