Cet article se présentera en deux parties. Dans la première nous analyserons la fonction de nitrates sur les récifs et comment ils peuvent affecter tant par l’excès que par la carence nos aquariums.
Plus précisément nous relation errons la carence des nitrates avec le développement des diatomées et des cyanobactéries.
La seconde partie, présente un cas réel d’aquarium infecté par ces algues ou le problème à été solutionné par l’ajout de nitrates.
L’azote est un des éléments essentiel à la vie.il est utile pour la formation de la plus grande partie des protéines ainsi que de l’ADN. Il se présente sous plusieurs formes, comme Azote gazeux (N2), couple ammoniac/ammonium (NH3/NH4+), comme nitrites (N02), comme nitrates (NO3) ou comme « partie » d’une infinité de molécules organiques.
La plus grande partie de l’azote dissout se rencontre sous forme de Nitrates qui seront la source d’azote utilisée par la plus grande partie des organismes pour leur développement.
Sur les récifs, la concentration en nitrates est exceptionnellement basse ( < 0,1 ppm )et à coté de ceci ils représentent un des écosystèmes les plus productifs au niveau de la diversité et du développement de la vie marine. Le secret de tout ceci réside dans le recyclage des nutriments dont une des formes les plus efficaces est le résultat de la symbiose entre les coraux et leurs zooxanthelles. De ce fait, un apport sur le récif de nutriments additionnels est nécessaire. C’est apport, se réalise principalement par deux voies. La première est la fixation de l’azote par les cyanobactéries, la seconde par les poissons.
En[1] à été étudiée la possibilité que l’excès de pêche provoquent un déficit dans les apports d’azote sur les récifs et que ceci puisse être une des causes et dans certains cas la cause principale des blanchiments massif des récifs dans certaines zones (et non le réchauffement ou une contamination comme souvent suggéré). Bien que c’est article manque de rigueur scientifique, il soulève une idée intéressante : une carence en azote peut être la cause de blanchiment…Cette théorie justifie certains cas de blanchiment dans des zones éloignées des cotes (sans problème de pollutions ou de température) alors que dans certaines zone ayant des températures plus élevées et souffrant de pollution vivent les même animaux sans aucun problèmes
Le fait d’une carence en azote n’est pas la seule raison de problème. Des concentrations excessivement élevées ont aussi démontré leurs effets négatifs en favorisant concrètement le développement des algues indésirables et en limitant la croissance des coraux.
En[2] se réalise une analyse détaillée montrant l’impact d’un excès de nitrates.
Pendant des décennies la plus grande préoccupation des aquariophiles a été les excès de nitrates ceci à la suite du fait que dans les aquariums, il se produit normalement une accumulation de nitrates à des concentration plus élevée que ceux trouvés dans le milieu naturel. Da nos jours, il existe des méthodes ou moyens pour maintenir dans nos aquariums des niveaux proche de ceux rencontrés sur les récifs.
Cependant, est-il réellement possible de se trouver dans un aquarium, en situation de carence ? Dans le seconde partie de l’article nous présenterons un cas pour lequel il à été suspecté une déficience en nitrate laquelle à favorisé le développement des cyanobactéries. Nous verrons comment elles disparaissent lorsque des nitrates sont ajoutés au système.
La concentration de nitrates en aquarium, situations d’équilibre
La concentration en aquarium dépends de la balance entre les nitrates apporté et ceux retirés. Avec le temps elle tendra à se stabiliser à une valeur qui dont dépendra directement l’équilibre du bac.
On peut donner trois situations
| Situation 1 : | Il est apporté plus de nitrate que ce que peut en absorber le bac. Seul des changements d’eau peuvent permettre d’enrailler la progression. Le taux se situ entre 40 et 100 mg/litre |
| Situation 2 : | Certains organismes consomment en se développant les nitrates introduit dans le système de forme qu’il se crée un équilibre entre import et exportation de No3 avec un taux fluctuant entre 0,1 et 5 mg/ litre |
| Situation 3 | Les besoins en nitrates sont supérieurs aux apports…Le taux de nitrate va en diminuant. |
La première situation se rencontre quand l’alimentation est trop forte, que la population est trop élevée ou inadapté au volume, que l’écumeur est sous dimensionné. Dans ce cas, la seule méthode d’empêcher que le taux de nitrate progresse indéfiniment reste les changements d’eau. Dans des situations pareilles, l’équilibre des nitrates se situera entre 40 et 100 mg/litre.
La seconde situation est beaucoup plus courante des aquariums récifaux. Peut de nitrates sont produit et sont soit rapidement convertis en N2 (azote gazeux) et donc rapidement éliminés du système, soit ils sont directement utilisés pour leur croissances par les organismes présent dans le bac (Micro algue, coralines, zooxanthelles etc ..) dans ce cas, une augmentation de la valeur en nitrate se verra compensée par une plus forte croissance de certains organismes. Ceci est rapidement visible lors d’un apport massif ponctuel ou tout simplement quand l’aquariophile change de comportement en augmentant les quantités d’aliments apportés au bac, on assiste alors dans un premier temps au développement de certaines algues comme les cyano, les diatomées mais aussi certaines filamenteuses. Cependant, avec le temps, les organismes plus évolués comme les macros algues, les coralines, les coraux ainsi que la micro faune du bac vont rapidement prendre le dessus est consommer c’est excédent afin de maintenir l’équilibre du bac. Dans ce cas, on retrouve des concentration typiquement base de l’ordre de 0,1 à 5 ppm ( proche des milieux naturel ).
La troisième situation est celle ou l’apport en nitrates est inferieur à la demande ou plus exactement ou les besoins des organismes dans le bac sont supérieurs à ce qui est apporté au système. Dans ce cas, rapidement, certains organismes cesseront leur développement ainsi que leur croissance. Les organismes inferieur seront les premiers à disparaître. Cette situation, ouvre la porte à d’autre organisme ayant de plus faible besoins en nitrates ou pouvant par exemple tirer profit de l’azote dissout. En tête de liste, les cyanobactéries et les diatomées. Les cyanobactéries ont en effet la capacité « d’utiliser »directement les N2 (l’azote gazeux) et donc de prospérer directement dans des milieu « pauvres ou stériles » là ou d’autres, périclitent par manque de ressources. C’est cette caractéristique qui leur a value le surnom d’algue d’eau propre.
Il y a bien sur d’autres facteurs qui peuvent influer et limiter le développement de la biomasse du bac. Calcium, phosphore, fer, la lumière etc. Sont autant de point pouvant être mis également en cause. Cependant, dans un aquarium récifal normalement installé et peuplé, c’est la réaction 2 et donc la carence en nitrate qui limitera sont développement. Dans ce cas, la survie des organismes dépendra directement comme dans la nature de leur capacité à fixer l’azote. Les organismes plus évolués sont capable de fixer l’azote à partir de molécules de nitrate dissoute dans l’eau d’une forme plus efficace que les cyanobactéries et les diatomées qui elles l’obtiennent de l’ammoniac, de l’azote dissout (N2) avec une dépense énergétique plus importante. Dans ces cas là, la présence de cyanobactérie et de diatomées sera limité et elles ne pourront pas concurrencer sur le terrain des nutriments les organismes plus évolués.
Quand les concentrations en nitrates sont élevées, le nitrate arrête d’être le facteur limitant pour la croissance et en supposant qu’il n’y ais aucune déficiences en autres nutriment. Dans ce cas, la croissance est limitée par la capacité des organismes à fixer le carbone. Dans ce cas la, l’excès de nitrates devient un problème et sera donc utilisé par certaines algues comme les dinoflagellés et les filamenteuses. De plus il contribuera à la perte des couleurs des coraux par augmentation de leur population de zooxanthelles.
Au final, la situation recherché dans les aquariums et celle de la nature. C’est-à-dire peut de nutriments. Pour ceci pendant des dizaines d’années, il a été cherché toutes e possibilité de réduction des nitrates dans les aquarium (pierres vivantes, écumeur, dénitrateur, refuges etc…)
Apparition des cyanobactéries et de diatomées en situation de faible concentration.
Les diatomées et les cyanobactéries sont les deux organismes les plus ancien qui existent sur la terre et qui ont réussit à survivre jusqu’à nos jours grâce à leur extraordinaire capacité d’adaptation.
Ces algues sont capables de survivre dans des conditions minimes de nutriment. Dans le cas des cyanobactéries, elles peuvent survivre même en absence totale de nitrates en obtenant l’azote directement de l’azote gazeux (N2) mais aussi de l’ammoniac ainsi que des concentration en phosphates de l’ordre de ppb (part par billion) . Les diatomées elles dépendent directement des silicates qui elles seront toujours présente en quantités minimales mais suffisantes à leur développement. D’un autre coté, en situation de carences, il semble qu’elles soient capable de tirer partie des nutriment emmagasinés dans le substrat mais aussi les roches vivantes et d’une certaine manière de les fixer afin qu’ils puissent être utilisé par les prochaines générations d’algues
De plus elles sont capables de s’adapter à tout type d’éclairage et ceci indépendamment du spectre et de l’intensité. Il existe de cyanobactéries capable de réaliser la photosynthèse à de grande profondeur la ou les conditions lumineuses sont très base voire absente ainsi que d’autre capable de survivre proche de la surface ou elles doivent résister à une forte exposition ainsi qu’au rayonnement UV.
Les courants ne sont pas nom plus un problème. Elles peuvent survivre et se développer tant dans des conditions de fort courant comme en situation d’eau stagnante. La seule chose qui change est alors leur aspect. Dans la première situation, elles forment alors des filaments alors que dans le seconde elles se développent en tapis
L’autre caractéristique importante de ces algues réside dans leur rapidité de multiplication. ? il est possible de nettoyer totalement un bac un jour et de l’avoir complètement envahis-le lendemain.
Elles peuvent être combattues en utilisant des antibiotique. Cependant ceci n’est pas sans danger pour l’aquarium et ses populations bactériennes
La méthode la plus efficace pour les combattre est donc la mise en concurrence avec d’autre organismes plus évolués et beaucoup plus efficaces dans l’utilisation et la réduction de nutriments.
Normalement, Les diatomées sont les premières algues qui apparaissent dans les bacs. Ensuite, elles disparaissent et pourront être suivies par une explosion de cyanobactéries qui à leur tour disparaitront à cause de leur incapacité à lutter dans la course aux nutriments avec des organismes plus évolués.
A compter de ce jour, elles demeureront présente dans le bac en attendant que les conditions propices se présentent. A ce moment elles pourront alors envahir les bacs rapidement en mettant l’aquariophile en situation de désespoir. C’est alors que commence exactement ce qu’il ne faut pas faire, l’aquariophile se lance dans des changements d’eau ce qui au final ne fait qu’appauvrir encore plus le système et permet aux cyanobactéries de continuer leur invasion.
Dans un bac fonctionnant correctement la croissance des coraux, des algues ainsi que le développement de la micro faune du bac amènent peu à peu à une situation qui fait que la totalité des nitrates consommés seront supérieur à ceux apportés. Il se produira donc à terme une situation de carence qui conduira à l’apparition des cyanobactéries.
Elles recouvriront alors le décor en s’alimentant de l’azote dissout (N2) et de l’ammoniac disponible qui n’arrivera pas alors à être convertis en nitrate, aggravant un peu plus la situation.
Sans apport de solution externe, elles envahiront les coraux et les algues jusqu’à « prendre le contrôle « complet du bac.
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La seule méthode viable pour lutter contre cette invasion et de rétablir la concurrence en relançant la croissance des autres organisme ainsi quand favorisant le développement de la biomasse du bac qui à été stoppé et entravé par la carence en nitrates. Dans ce cas là la solution passera par l’ajout de nitrate dans le bac.
Nous voici à la fin de la première partie. Dans la seconde nous détaillerons comment il à été possible de faire disparaitre les cyano d’un aquarium en ajoutant du nitrate de potassium. il sera également indiqué comment doser et utiliser ce dernier.
Fsenegas
Ref :
« The starving Ocean, Mass Coral Bleaching » Debbie MacKenzie
http://www.fisherycrisis.com/coral1.html
« Nitrate in the reef aquarium » Advanced Aquarist on line Magazine: Chemistry and de aquarium. Randy Holmes-Farley.
http://www.advancedaquarist.com/issues/august2003/chem.htm
monboutderecif 