CO2 – comment nourrir correctement les plantes de l’aquarium

Beaucoup pensent que pour avoir de belles plantes d'aquarium, il suffit de lumière et d'engrais. Mais souvent, c'est justement le dioxyde de carbone, ou CO2, qui est la pièce manquante du puzzle. Sans lui, même dans des conditions idéales, les plantes ne peuvent pas exploiter pleinement leur potentiel.

Imaginez que le CO2 est aux plantes ce que l'oxygène est à nous. Elles l'absorbent dans l'eau et, à l'aide de la lumière, le transforment en énergie pour leur croissance. Dans la nature, il y en a suffisamment, mais dans un aquarium fermé, les plantes utilisent rapidement tout le dioxyde de carbone disponible et commencent à souffrir de famine.

C'est pourquoi l'ajout de CO2 n'est pas un simple caprice, mais une condition fondamentale pour obtenir un jardin sous-marin luxuriant. Cela permet aux plantes de pousser rapidement, d'être saines et éclatantes, et aide également à lutter contre les algues en leur laissant moins de nourriture.

Dans cet article, nous allons voir comment fournir à vos plantes aquatiques cet élément nutritif essentiel de manière simple et sûre, afin que votre aquarium prenne vraiment vie.

Le dioxyde de carbone – une condition essentielle au développement des plantes aquatiques

La vie sur Terre repose sur le carbone : les composés carbonés sont les principaux constituants de la plupart des substances organiques. Si les animaux consomment tous les éléments nécessaires à la construction des tissus de leur organisme avec leur nourriture, la plupart des plantes synthétisent elles-mêmes leurs « matériaux de construction ».

Le processus par lequel les plantes produisent le glucide le plus simple (le glucose) s'appelle la photosynthèse. Sa réaction principale est la suivante :

6CO₂ + 6H₂O = C₆H₁₂O₆ + 6O₂

La synthèse se déroule avec absorption d'énergie, la formation de chaque molécule de glucose nécessite environ 674 calories. Les plantes l'obtiennent grâce à l'absorption par les molécules de chlorophylle et d'autres pigments (chromophylles).

Par la suite, les glucides simples sont transformés sous l'action d'enzymes en

• sucres plus complexes ;
• acides aminés, protéines, graisses, dont la synthèse nécessite des macro-éléments (azote, phosphore, potassium) et des oligo-éléments.

Cela assure la croissance des plantes, le développement du système racinaire, l'accumulation de la masse foliaire, etc.

Certaines plantes peuvent utiliser d'autres composés comme source de carbone. Par exemple, certaines plantes aquatiques (élodées, vallisnéries, hornworts, anubias, échinodorus et quelques autres) se sont adaptées à la consommation d'ions hydrocarbonates (HCO₃^— et de carbonates (CO₃^2-), dont la présence est due à une concentration non nulle en sels de dureté.

Ainsi, plusieurs facteurs sont nécessaires au développement des plantes :

• La présence d'eau (ce qui n'est pas pertinent pour les plantes aquatiques, car l'eau est leur milieu naturel).)
• Source de carbone, pour la plupart, il s'agit précisément de CO₂.

• Énergie (c'est-à-dire éclairage).
• Macro et micro-éléments.

Les plantes d'aquarium ne connaissent pratiquement aucun problème d'énergie lumineuse et de nutriments. Pour la plupart d'entre elles, la lumière naturelle du jour et les substances stockées dans le sol sont suffisantes. Pour les plus exigeantes, il est facile d'organiser un éclairage artificiel et d'ajouter des engrais. Cependant, il existe certains problèmes avec l'élément constitutif principal (le carbone).

La cause de la carence en carbone (dioxyde de carbone)

La carence en composés carbonés dans les plans d'eau artificiels domestiques s'explique assez simplement.

Dans des conditions naturelles, les sources de carbone dans les plans d'eau sont les suivantes :

• Gaz carbonique provenant de l'atmosphère. Le CO2 se dissout beaucoup mieux dans l'eau que l'oxygène, mais il s'en libère aussi facilement. Cependant, en raison de la grande surface de contact entre la surface de l'eau et l'air, la concentration de CO_2, provenant de cette source peut être assez important.

• Sels (carbonates) de divers éléments. Outre les composés difficilement solubles, les sources apportent également dans les plans d'eau des composés facilement solubles (par exemple, les sels de sodium).
• Le dioxyde de carbone libéré lors de la respiration des représentants de la faune aquatique. Cette source fournit également un apport intense de CO₂.

En conséquence, la concentration de dioxyde de carbone dans les plans d'eau naturels peut varier de 3 à 10 mg/l (dans les cours d'eau) et atteindre 30 mg/l dans les eaux stagnantes. Cela suffit amplement pour la croissance des plantes aquatiques.

Dans les aquariums domestiques, même de grande taille, la situation est différente :

• Les aquariophiles cherchent généralement à réduire l'indice de dureté carbonatée aux valeurs recommandées.
• La surface est insuffisante pour enrichir le volume d'eau en dioxyde de carbone.
• Ceux qui se spécialisent dans la culture des plantes sont très réticents à introduire des poissons (en particulier de grande taille) et des invertébrés.

Par conséquent, sans source supplémentaire de carbone, la flore sous-marine sera condamnée à une carence et à des problèmes de développement. Les systèmes d'alimentation en CO₂ dans l'aquarium.

Concentration optimale de dioxyde de carbone dans l'eau de l'aquarium

Le meilleur moyen d'assurer la croissance et le développement harmonieux des plantes d'aquarium consiste à maintenir une concentration en dioxyde de carbone correspondant à leur milieu naturel.

Différentes sources et forums sur l'aquaculture donnent différentes limites de concentration de CO₂. Ainsi, les aquariophiles expérimentés parlent souvent de concentrations comprises entre 7 et 30 mg/l, les fabricants d'équipements pour aquariums, y compris les systèmes d'alimentation en CO₂, préfèrent utiliser des chiffres compris entre 15 et 40 mg/l. Par exemple, Dennerle recommande de maintenir une concentration de 15 à 30 mg/l, avec une valeur optimale de 20 à 25 mg/l.

Il existe une estimation générale de la limite inférieure admissible de concentration. Elle doit être d'au moins 3 mg/l, sinon les plantes aquatiques souffriront d'une véritable famine.

— Arend van den Nieuwenhuizen Aquascaper

Il est un peu plus difficile d'évaluer la limite supérieure. On tient généralement compte ici du fait que la teneur en CO₂ dans l'eau avec une dureté carbonatée (kH) et un indice d'acidité (pH). Il permet de calculer la concentration en dioxyde de carbone à partir du kH et du pH. Mais l'inverse est également vrai : une augmentation de la teneur en dioxyde de carbone entraîne une augmentation de la dureté et une diminution du pH.

Par conséquent, lors de l'apport artificiel de gaz dans l'aquarium, il est possible que les paramètres de l'eau changent, ce qui mettrait en danger les organismes aquatiques. Avec une valeur initiale de kH d'environ 4 degrés et une réaction neutre, la concentration de CO₂ déjà 30 mg/l, mais un indice de dureté élevé et un pH faible ne sont pas bons pour la santé de la flore aquatique.

Il existe un concept appelé « tampon carbonaté ». L'essence de ce phénomène est qu'à des niveaux élevés de kH, une forte concentration de dioxyde de carbone est nécessaire pour augmenter considérablement le pH. Par conséquent, dans une eau plus dure, la teneur en CO2 peut être plus élevée sans conséquences irréversibles pour les habitants de l'aquarium.

L'importance de l'équilibre

Se soucier uniquement de la concentration optimale de dioxyde de carbone dans l'eau n'est clairement pas suffisant pour assurer une croissance et un développement stables des plantes d'aquarium. Il faut également tenir compte des autres facteurs mentionnés ci-dessus, à savoir l'éclairage et la présence de nutriments.

Un éclairage correct de l'aquarium influence également l'équilibre du CO2 dans l'aquarium.

Ainsi, les spécialistes considèrent que les paramètres suivants sont suffisants pour une croissance stable, mais pas rapide, de la flore aquatique (pour une colonne d'eau de 0,4 à 0,5 m) :

• La concentration de dioxyde de carbone est de 5-7 mg/l ;

• Luminosité : 0,4-0,6 W/l.

Dans ce cas, les nutriments résultant de l'activité des micro-organismes nitrifiants et des hydrobiontes sont suffisants.

Lorsque la teneur en CO2 atteint 15-20 mg/l, il est nécessaire d'augmenter l'éclairage à un niveau de 0,7-0,8 W/l. Il sera nécessaire d'ajouter des nutriments, en particulier de l'azote. La nécessité d'un apport supplémentaire en phosphore et en potassium doit être vérifiée à l'aide de tests pour aquarium.

Le propriétaire de l'aquarium doit garder à l'esprit que c'est dans des conditions d'équilibre que les plantes aquatiques supérieures démontrent toute leur efficacité et l'emportent dans la concurrence. Leur développement rapide étouffe les algues, qui se retrouvent « au régime », et l'aquarium semble propre et sain.

Mais dès que l'équilibre est rompu, les algues simples et anciennes (filamenteuses, « barbe noire »), mieux adaptées aux conditions difficiles, prennent le dessus. Leur croissance aggrave encore la situation.

Contrôle de la concentration de CO2 dans l'aquarium

La méthode la plus précise et la plus efficace pour contrôler la teneur en CO₂ – mesure de la dureté carbonatée et du pH. Nous avons mentionné plus haut que la concentration en dioxyde de carbone dans l'eau est étroitement liée à ces indicateurs. Les valeurs pour différents pH et kH sont répertoriées dans le tableau. La teneur optimale de 15 à 30 mg/l est indiquée en vert.

Les principaux avantages de cette méthode :

• Précision de la détermination de la concentration en dioxyde de carbone ;

Beaucoup d'aquariophiles, même assez expérimentés, préfèrent des méthodes plus simples :

• Utilisation de testeurs goutte à goutte

Cet indicateur se présente sous la forme d'un petit récipient rempli d'une composition spéciale (généralement de l'eau avec un kH=4 et un indicateur chimique d'acidité pH). Le récipient est plongé dans l'aquarium, la solution entre en contact avec l'eau et change de couleur en fonction de la teneur en CO2.

L'avantage de cette méthode est sa simplicité, ses inconvénients sont sa durée de fonctionnement limitée (mais le liquide indicateur peut être rechargé) et son inertie (le changement de couleur du drop checker prend entre 0,5 et 2 heures). De nombreux indicateurs de test, faciles à trouver dans les animaleries, fonctionnent selon le même principe.

• Comptage des bulles de gaz provenant du système

Un compteur de bulles est intégré dans la conduite reliant le système à l'aquarium. Il s'agit d'un récipient transparent rempli d'eau dans lequel il est facile d'observer le dégagement de gaz. . La méthode la plus rapide permet d'évaluer la concentration de CO₂ pendant l'alimentation, même avant sa dissolution dans l'eau.

On considère qu'une bulle par minute pour 10 litres de volume d'aquarium correspond à une teneur en CO₂ 7 et 19 mg/l. Bien sûr, la précision du contrôle est faible, mais il est tout à fait possible d'évaluer la concentration et d'éviter tout dépassement des normes.

• Intensité du perlage (« bouillonnement »).

L'intensité de la production d'oxygène par les plantes dépend également directement de la concentration en dioxyde de carbone. De nombreux aquariophiles expérimentés peuvent évaluer assez précisément à l'œil nu, en se basant sur le « bouillonnement » des plantes et la composition chimique de l'eau, que cette valeur se situe entre

Tout comme sur terre, les plantes dans l'aquarium ont besoin de gaz carbonique (CO2) pour pousser. Sans lui, même avec une bonne lumière et un bon sol, elles pousseront lentement, pâliront et pourraient se couvrir d'algues. Il existe différentes façons d'ajouter du CO2 dans l'eau, des systèmes artisanaux simples aux bouteilles prêtes à l'emploi, et il est important de maintenir une concentration adéquate pour que les plantes se sentent bien et que l'eau reste propre et vivante.

Alimentation en CO2 dans l'aquarium

Dans sa version la plus simple, le système d'alimentation en gaz carbonique de l'aquarium se compose de :

• Générateur – un dispositif qui est une source de CO₂.
• Réacteur – un dispositif immergé dans l'aquarium, dans lequel le gaz se dissout.

• Conduite de gaz – des tuyaux reliant le générateur et le réacteur.

Variantes de générateurs

Fermentation (« braille »)

La méthode la plus simple, dans laquelle le dioxyde de carbone est obtenu par la décomposition des sucres par des cultures de levure. Dans ce cas, le générateur est un récipient rempli d'une solution nutritive et d'une colonie de levures.

Un tel dispositif est facile à fabriquer soi-même, ses composants sont disponibles et bon marché. Les inconvénients de cette méthode sont sa durée de vie limitée, la difficulté de réglage et la formation irrégulière de gaz. Malgré cela, certains fabricants proposent des versions « écologiques » en série utilisant cette méthode.

Bouteille

Dans un tel système, la source de gaz est une bouteille de CO liquéfié.₂. C'est l'option la plus complexe, qui nécessite un raccord avec un réducteur pour abaisser la pression et des manomètres pour contrôler la pression dans la bouteille et la conduite. En revanche, en termes de régulation et de contrôle, il surpasse toutes les autres méthodes : une électrovanne et une vanne à pointeau contrôlable résolvent facilement tous les problèmes.

Chimique

Cette méthode repose sur la libération de dioxyde de carbone lors de la réaction de sels (carbonates, par exemple, soude ou calcaire) avec des acides. Elle nécessite des composants plus coûteux pour la réaction, mais peut assurer une production assez longue (une fois le problème du dosage des composants résolu). Elle présente également des problèmes de régulation et d'irrégularité dans la libération du gaz.

Variantes exotiques

Il existe de nombreuses façons d'obtenir du dioxyde de carbone :

• Les composés chimiques qui libèrent du gaz au contact de l'eau sont disponibles sous forme de comprimés pour aquariums.
• Électrolytique, très intéressant du point de vue de l'application, mais présente un sérieux problème de libération d'hydrogène.

• Utilisation de « glace sèche » (problème de dosage et de placement de la source de gaz dans l'aquarium).
• Eau gazeuse, etc.

La plupart des méthodes exotiques n'ont pas encore trouvé d'application industrielle, mais fonctionnent très bien dans divers appareils artisanaux.

Réacteurs

Le réacteur doit assurer une dissolution efficace du gaz dans l'eau de l'aquarium. Dans la pratique, deux types sont utilisés.

Passifs

La dissolution se produit naturellement au contact du gaz avec l'eau.

1-Diffuseur. 2-Cloche, 3-Échelle

Variantes de ces réacteurs :

• Diffuseur. Dispositif muni de micro-orifices à travers lesquels le gaz est injecté dans l'eau. La petite taille des bulles assure une dissolution efficace. Il peut utiliser à la fois des matériaux industriels (diaphragmes) à micropores et des matériaux naturels (par exemple, le bois de sorbier, de tilleul et de certaines autres essences).

• Cloche. Il s'agit d'un récipient retourné, immergé dans l'eau. Le gaz s'y accumule et se dissout à la limite avec l'eau.
• « Échelle », « Labyrinthe ». Un réacteur immergé dans lequel le trajet de la bulle de gaz vers la surface est artificiellement augmenté grâce à une configuration complexe. En conséquence, le CO₂ a le temps de se dissoudre naturellement.

Réacteurs actifs (pompes)

Dans ces dispositifs, un contre-courant d'eau et de gaz est créé dans l'espace de travail, ce qui entraîne une dissolution active des bulles. Il s'agit du système le plus complexe en termes de mise en œuvre technique, mais c'est la meilleure option pour les aquariums de grande capacité.

Dispositifs supplémentaires

Outre le générateur et le réacteur, le système peut nécessiter :

• Électrovanne d'arrêt. Utilisé pour alimenter le gaz en fonction du temps, réguler la concentration.
• Clapet anti-retour. Empêche l'« aspiration » de l'eau de l'aquarium dans le système, ce qui pourrait entraîner la défaillance des composants.

• Compteur à bullespour contrôler les performances du système et la concentration en CO₂.
• Préfiltre, pertinente pour le « bragg » ou le générateur chimique, en particulier ceux assemblés à la main.

Systèmes de production en série pour l'alimentation en CO2

Les fabricants d'équipements pour aquariums proposent de nombreux modèles de systèmes d'alimentation en CO₂. Vous trouverez ci-dessous une brève description de certains de ces produits.

Dennerle

La société propose des systèmes d'alimentation en CO₂ de différents niveaux, utilisant différentes technologies pour les aquariums de toutes tailles.

Ainsi, le kit Einweg 300 Space pour aquarium de 300 litres comprend :

• Bouteille de dioxyde de carbone remplaçable de 500 g.
• Réducteur avec électrovanne intégrée.
• Clapet anti-retour.

• Diffuseur Flipper avec évacuation des gaz parasites.
• Tuyau de raccordement.
• Indicateur et tests.

Le kit pour nano-aquariums Nano est pratiquement identique, mais la capacité de la bouteille n'est que de 80 g et le réducteur utilisé est de conception très simple.

Pour construire des systèmes plus complexes, il est possible de remplacer des composants (par exemple, ajouter un manomètre, installer une vanne d'arrêt nocturne, une minuterie, etc.

La gamme du fabricant comprend également des systèmes BIO (par exemple, BIO 60), dans lesquels un cylindre contenant un gel et une capsule de démarrage pour lancer le processus est utilisé comme générateur, et un compteur de bulles est installé.

Eheim

Le fabricant allemand propose des systèmes de bouteilles pour aquariums de pratiquement toutes les tailles.

Le kit standard comprend :

• Bouteille de dioxyde de carbone liquéfié avec possibilité de recharge (pour certaines, par exemple 2000 g). Capacité : de 200 à 2000+ g.
• Un réducteur de pression (pour les modèles rechargeables, avec un raccord pour le remplissage).
• Compteur de bulles.
• Un diffuseur.
• Tuyau.
• Drop checker et tests.

Si nécessaire, le système peut être complété par des électrovannes et des clapets anti-retour, des dispositifs de commande (minuterie). Les accessoires de la société ainsi que ceux d'autres fabricants conviennent (sélection requise).

Ista

Ista produit des bouteilles de CO₂ systèmes de niveau professionnel et leurs accessoires.

Le système de base est composé :

• Bouteille en aluminium d'une capacité de 1 l.
• Réducteur avec 2 manomètres, électrovanne intégrée.
• Compteur à bulles avec clapet anti-retour.
• Diffuseur compact.
• Tuyau.

Si nécessaire, le système peut être complété par des dispositifs de commande (minuterie, contrôleur de concentration de gaz), un atomiseur (réacteur externe pour améliorer la dissolution du CO₂).

Aqua

La société russe propose des systèmes de bouteilles sous forme de kits (Standard et Standard+, Profi) ou complets.

L'acheteur peut choisir les systèmes en fonction de :

• capacité de la bouteille ;
• conception du réducteur ;
• type de diffuseur ;
• présence d'un compteur de bulles ;
• variantes de drop checkers, etc.

Foire aux questions

Pourquoi n'est-il pas recommandé d'effectuer simultanément l'aération et l'alimentation en CO2 ?

Le dioxyde de carbone dissous dans l'eau se libère facilement, en particulier lorsque les masses d'eau sont en mouvement intense. Par conséquent, lors de l'aération, sa concentration peut diminuer considérablement, ce qui nécessite un débit élevé.

Pourquoi est-il recommandé d'équiper les systèmes d'alimentation en CO2 de minuteries ?

Il est préférable d'alimenter l'aquarium en dioxyde de carbone pendant la journée, lorsque les plantes effectuent la photosynthèse. La nuit, cela n'est pas nécessaire et peut entraîner une concentration excessive de dioxyde de carbone et une baisse du pH. Pour éviter cela, il est recommandé de commencer l'alimentation 1 heure avant le début de la journée et de la terminer 1 heure avant la fin. Un ensemble composé d'une minuterie et d'une vanne électromagnétique permet de remplir parfaitement cette tâche.

Pourquoi les générateurs BIO industriels utilisent-ils un gel plutôt qu'une solution nutritive ?

Le gel permet de stabiliser la vitesse de réaction et de prolonger la durée de fonctionnement du générateur. L'ajout d'épaississants, tels que la gélatine ou l'amidon, dans les générateurs de fermentation de notre propre fabrication sert le même objectif.

Pourquoi utiliser des préfiltres ?

Dans les générateurs de fermentation (même ceux de série) ou chimiques, il est possible que des substances nocives (acides, alcool, etc.) soient captées par le flux de gaz. Pour éviter qu'elles ne pénètrent dans l'aquarium, on utilise un préfiltre pour purifier le gaz.

Quel type de réacteur est le meilleur : actif ou passif ?

Le choix doit être basé non pas sur le type de réacteur, mais sur la capacité à dissoudre complètement la quantité de CO2 nécessaire à l'aquarium. Si le réacteur est capable de remplir cette tâche pour le volume d'eau, il n'y a pas lieu de discuter pour savoir quel type est le meilleur.

Ainsi, le jardin sous-marin de votre aquarium prend véritablement vie lorsque les plantes reçoivent suffisamment de dioxyde de carbone. C'est comme une clé magique qui déclenche le processus de photosynthèse, leur donnant l'énergie nécessaire pour croître, se colorer et rester en bonne santé. Sans cela, même avec un bon éclairage et des engrais, les plantes peuvent dépérir.

Heureusement, fournir du CO2 aux plantes n'est pas aussi difficile qu'il n'y paraît. Vous pouvez choisir une méthode simple, par exemple des engrais liquides contenant du carbone pour les petits aquariums. Ou installer un système d'alimentation en gaz par bouteille, considéré comme le plus efficace pour les herbariums densément plantés. Il est préférable de commencer petit, en observant progressivement la réaction des plantes.

L'essentiel est de garder à l'esprit l'importance de l'équilibre. Le dioxyde de carbone, la lumière et les nutriments provenant du sol et de l'eau doivent fonctionner ensemble, comme une seule et même équipe. Lorsque vous modifiez un élément, il est important de prêter attention aux autres. Et bien sûr, la sécurité des poissons est primordiale : il est très important de contrôler en permanence le niveau de CO2 à l'aide de tests spéciaux.

N'ayez pas peur d'expérimenter. Observez vos plantes, leur apparence vous indiquera si vous faites tout correctement. Avec le temps, vous trouverez le régime qui transformera votre aquarium en un monde sous-marin luxuriant, vivant et harmonieux. Bonne chance dans vos créations !