Alcalinité de l’eau, pH et Carbone Inorganique Dissous
Le carbone inorganique dissous (CID) dans les aquariums est principalement constitué de bicarbonate (HCO₃⁻) et de carbonate (CO₃²⁻), dont les concentrations varient avec le pH de l’eau. L’alcalinité, souvent mesurée comme la capacité de l’eau à neutraliser les acides, est directement liée à ces formes de carbone inorganique. Dans les aquariums, un pH stable et une alcalinité adéquate sont essentiels pour les organismes aquatiques. Le pH influence la disponibilité du carbone inorganique: un pH bas favorise la formation d’acide carbonique (H₂CO₃), tandis qu’un pH élevé favorise les carbonates, moins disponibles pour la plupart des plantes aquatiques.
Le carbone limite la croissance des plantes submergées
Dans les systèmes aquatiques, le carbone est souvent le facteur limitant la croissance des plantes submergées. Même si l’azote, le phosphore et d’autres nutriments sont en quantités suffisantes, un manque de CO₂ disponible peut restreindre la photosynthèse et, par conséquent, le développement de la plante. Les plantes aquatiques dépendent du carbone dissous pour leur croissance, et dans des conditions de faible concentration de CO₂, leur taux de photosynthèse peut être sévèrement limité.
Rareté du carbone dans les eaux douces naturelles
Les eaux douces naturelles présentent souvent une rareté de carbone inorganique dissous, notamment en CO₂. Ceci est dû à la basse pression partielle de CO₂ dans l’atmosphère et à la tendance de l’eau douce à avoir un pH qui limite la disponibilité du CO₂. De plus, dans un environnement riche en plantes, la photosynthèse rapide peut réduire la concentration de CO₂ à des niveaux qui limitent encore plus la croissance des plantes.
Hétérophyllie
L’hétérophyllie est une adaptation des plantes aquatiques où des formes différentes de feuilles sont produites en fonction de si elles sont submergées ou émergées. Les feuilles submergées, souvent minces et délicates, sont adaptées pour absorber les nutriments directement de l’eau, tandis que les feuilles émergées sont plus épaisses et cireuses pour minimiser la perte d’eau et capturer plus efficacement le CO₂ atmosphérique. Cette adaptation illustre l’importance de la disponibilité du carbone pour les plantes aquatiques.
Décomposition des Matières Organiques
1. Types de Matières Organiques
- Feuilles Mortes et Débris Végétaux : Les plantes aquatiques mortes ou en décomposition, les feuilles tombées, et autres débris végétaux sont une source commune de matières organiques.
- Déchets des Poissons : Les excréments des poissons et les restes de nourriture non consommée contribuent également à la charge organique.
2. Processus de Décomposition
- Début de la Décomposition : Les matières organiques commencent à se décomposer par l’action des bactéries et des champignons. Ces micro-organismes décomposent les composés organiques complexes en substances plus simples.
- Décomposition Aérobie et Anaérobie : La décomposition peut être aérobie (avec oxygène) ou anaérobie (sans oxygène). Dans les couches supérieures du substrat et de l’eau, la décomposition est principalement aérobie, tandis que dans les couches plus profondes ou dans les zones moins oxygénées, elle peut devenir anaérobie.
3. Produits de la Décomposition
- Dioxyde de Carbone (CO2) : Un sous-produit clé de la décomposition est le CO2, qui est utilisé par les plantes pour la photosynthèse.
- Nutriments : Des nutriments tels que l’azote (sous forme d’ammoniac, puis converti en nitrites et nitrates) et le phosphore sont libérés, alimentant la croissance des plantes.
- Substances Potentiellement Nocives : La décomposition anaérobie peut produire des gaz toxiques comme le sulfure d’hydrogène (H2S), particulièrement dans les substrats denses ou surchargés.
4. Impact sur l’Aquarium
- Équilibre Nutritif : La décomposition fournit des nutriments essentiels pour les plantes, mais un excès peut entraîner la prolifération d’algues ou une dégradation de la qualité de l’eau.
- pH et Qualité de l’Eau : La production de CO2 peut influencer le pH de l’eau. Une surveillance et un ajustement réguliers du pH sont nécessaires.
5. Gestion et Contrôle
- Nettoyage Régulier : Retirer les débris organiques visibles et nettoyer le substrat peut aider à contrôler la décomposition.
- Filtration : Les systèmes de filtration éliminent les particules en suspension et aident à oxygéner l’eau, favorisant une décomposition aérobie saine.
- Équilibre Biologique : Maintenir un équilibre entre les plantes, les poissons, et les micro-organismes est crucial pour gérer les processus de décomposition.
Le carbone dans l’aquarium
Dans un aquarium, la gestion du carbone est essentielle pour maintenir un environnement équilibré. Le carbone vient de diverses sources: la respiration des poissons, la décomposition des matières organiques et l’introduction directe de CO₂. Pour un aquarium Low-tech, le système dépend davantage des processus naturels pour la fourniture de carbone. Il est vital de surveiller le pH et l’alcalinité pour s’assurer que le CID est disponible pour les plantes submergées tout en maintenant des conditions sûres pour la vie aquatique.
En conclusion, le carbone est un élément essentiel dans l’aquarium, agissant comme une ressource critique pour la photosynthèse des plantes tout en influençant l’équilibre chimique de l’eau. Une gestion soigneuse du carbone peut favoriser un aquarium prospère et luxuriant, mettant en valeur la beauté et la complexité des écosystèmes aquatiques.