Nutriments

1 - Généralités

Tous les êtres vivants ont besoin d’éléments nutritifs leur apportant de l’énergie et servant à l'anabolisme. On entend par anabolisme la croissance par formation de biomasse.

La croissance de tous les êtres vivant dans le bassin dépend de différents facteurs. Si un de ces facteurs est insuffisant, la croissance sera limitée. On parle alors d’un « facteur limitatif ». Le facteur limitatif pour les différents habitants du bassin de jardin diffère d'un organisme à l'autre :

  • Les poissons, comme les autres animaux, ont besoin d’une nourriture de grande qualité, énergétique et riche en nutriments (insectes, végétaux, nourriture pour poissons, etc.), mais qui en même temps limite la croissance.
  • Les plantes aquatiques ont besoin de nutriments (l'azote N et le phosphore P), de dioxyde de carbone et de lumière. Elles trouvent leur nourriture dans l’eau ou dans le sol. La croissance est ici généralement limitée par les nutriments (N et P), le dioxyde de carbone ou la lumière.
  • Les algues ont les mêmes exigences fondamentales que les plantes aquatiques. Mais, à l'exception des algues filamenteuses, elles ne peuvent utiliser que les nutriments dissouts dans l'eau. La croissance est ici généralement limitée par la lumière et le taux de nutriments contenus dans l'eau.
  • Les microorganismes détruisent au cours de la minéralisation la biomasse organique morte. Les nutriments peuvent provenir directement de cette biomasse ou bien de l'eau. La croissance est ici limitée par la teneur énergétique et par la disponibilité de la biomasse morte ainsi que de l'oxygène.

Lors des processus de métabolisme, des produits intermédiaires et des produits finis sont générés qui peuvent en partie se présenter sous forme de nutriments dans l’eau. Les nutriments les plus importants sont l’azote (ammonium, ammoniaque, nitrate, nitrite) et le phosphore (phosphate).

La croissance des algues est naturellement limitée par le taux de nutriments contenus dans l'eau, mais ce facteur limitatif est supprimé par l'apport de nutriments supplémentaires, comme par exemple la nourriture pour poissons. Ceci conduit aux inconvénients connus et décrits au début.

2 - Ammonium et ammoniaque

L'ammonium et l'ammoniaque sont les premiers composés azotés anorganiques qui apparaissent lors de la dégradation des protéines. Ils sont libérés par les branchies des poissons. L'ammonium et l'ammoniaque sont également libérés lors de la minéralisation de la biomasse. L'ammoniaque étant un puissant poison pour les poissons, il est important pour préserver leur santé que le taux constant d'ammonium et d'ammoniaque dans le bassin reste faible.

L’ammonium et l’ammoniaque sont présents en proportions équilibrées.

NH4++OH-NH³+ H²O
Ammonium
(non toxique)
+Ammoniaque
(toxique)
+

Cet équilibre dépend du pH de l'eau. Au fur et à mesure que s’élève le pH, l’équilibre se déplace en faveur de l’ammoniaque toxique. Avec un pH de 7 par exemple, le rapport ammonium / ammoniaque est de 99:1. Si le pH augmente à 9, ce rapport passe à 70:30. Les taux élevés d'ammonium et d'ammoniaque sont d'autant plus critiques pour la faune du bassin de jardin que le pH est élevé. Dans un bassin de jardin bien entretenu, avec un rendement de filtration suffisant, l'ammonium et l'ammoniaque ne sont pas ou quasiment pas décelables ! Tout dépistage d'ammonium ou d'ammoniaque constitue un signal d'alarme et est symptomatique d'une filtration biologique insuffisante dans le bassin.

Une méthode pour supprimer l'ammoniaque, l'ammonium et le nitrite consiste à utiliser des microorganismes et est désignée sous le terme de nitrification. La dégradation se fait en deux phases exécutées par différents microorganismes.

La première phase consiste à décomposer l’ammoniaque et l’ammonium en nitrite. Cette oxydation est effectuée par des bactéries qualifiées de « nitrifiantes de premier ordre ». Dans une deuxième phase, le nitrite est décomposé en nitrate par d'autres microorganismes, les « nitrifiants de deuxième ordre ». Dans les deux phases d’oxydation, les bactéries puisent l’oxygène nécessaire dans l’eau. La première phase de la nitrification est plus lente que la deuxième car les nitrifiants de premier ordre ont une croissance plus lente.

La méthode la plus efficace pour réduire les taux de nitrite, ammonium et ammoniaque consiste à mettre en œuvre des cultures de démarrage avec des nutriments supplémentaires, comme par exemple Biokick CWS et d'assurer un apport suffisant d'oxygène avec, par exemple l'Oxytex CWS.

3 - Nitrite (NO2-)

Le nitrite se forme par la nitrification, qui nécessite une température de l'eau d'au moins 10°C, à l'aide de micro-organismes spécialisés dans l'élimination de l'ammonium et de l'ammoniaque. (voir fig.). À partir d'une concentration de 0,2 mg/l, le nitrite est toxique pour les poissons. Dans un bassin bien entretenu, avec un rendement de filtration suffisant, le nitrite n'est pas ou quasiment pas décelable car son taux est toujours inférieur à 0,2 mg/l ! Tout dépistage de nitrite constitue un signal d'alarme et est symptomatique d'une filtration biologique insuffisante dans le bassin. Si le bassin abrite des poissons, il faut prendre des mesures immédiates pour réduire le taux de nitrite, en changeant l'eau par exemple ou en ajoutant un activateur de filtre. Il faut cesser dans ce cas de nourrir les poissons dans un premier temps. Les taux de nitrite doivent être contrôlés à intervalles réguliers afin d'éviter que les habitants du bassin ne subissent de dommages. Si le taux de nitrite est trop élevé, les poissons souffrent d'une nécrose des branchies qui ne peuvent plus puiser d'oxygène, les poissons meurent asphyxiés.

4 - Nitrate (NO3-)

Le nitrate est le produit final temporaire de la dégradation naturelle des protéines obtenu par la dégradation progressive de l'ammonium en nitrite. Il est obtenu par nitrification sous l’action des nitrifiants de deuxième ordre (les microorganismes). Contrairement à l’ammoniaque et au nitrite, le nitrate ne constitue pas un poison pour les poissons pour lesquels il ne représente donc pas un danger direct.

Par contre, le nitrate est un engrais qui favorise la croissance des plantes. Autrement dit, un taux croissant de nitrate entraîne automatiquement l'accélération de la croissance des plantes. Dans le bassin, il en résulte une eau trouble en raison de l’apparition des algues. L’équilibre biologique est ainsi perturbé. Les algues mortes tombent au fond du bassin où elles sont dégradées par les microorganismes avec une forte consommation d'oxygène. Cette dégradation libère le nitrate préalablement déposé dans la cellule végétale, lequel nitrate provoque à nouveau une accélération de la croissance des algues. Ce processus ne peut être interrompu que si les microorganismes transforment les nutriments en biomasse propre ou en azote atmosphérique qui n'est pas disponible pour les plantes.

C'est un autre groupe de bactéries, les dénitrifiants, qui est chargé de la décomposition du nitrate en azote atmosphérique. On désigne sous le terme de dénitrification la décomposition du nitrate en nitrite (le nitrite reste lié, il n'est pas libéré) en azote gazeux (fig. 3). Sous forme gazeuse, l'azote est chimiquement stable, il n'est pas utilisable par les plantes ni par la plupart des algues. Ainsi, la dénitrification interrompt de manière efficace le cycle de production des nitrates. La dénitrification se passe dans un milieu pauvre en oxygène exclusivement.

Figure 3: Circuit de l'azote et dégradation des polluants avec Biokick CWS