Engrais et CO2
Pour avoir de belles plantes...

Introduction

Nous l'avons déjà dit dans ces fiches, un des buts principaux d'un aquarium est d'être esthétique. La beauté d'un aquarium passe par la décoration, les poissons mais également les plantes. Certains aquariums doivent leur esthétique principalement aux plantes et à leur vitalité. Est-il nécessaire de rappeler également que les plantes jouent un rôle souvent important dans l'équilibre de l'aquarium et luttent efficacement contre les algues. Le but de cette fiche est donc de présenter les principaux produits et techniques qui vont permettre à l'aquariophile d'obtenir de très belles plantes.

Pour avoir de belles plantes dans votre aquarium, il est primordial d'avoir un bon éclairage (voir la fiche concernant ce sujet) éclairant durant une durée adaptée mais également un sol et une eau contenant tous les éléments nutritifs nécessaires. La température de l'eau doit être, elle aussi, adaptée aux besoins de la plante.

Lors de la réalisation du sol de l'aquarium, il est conseillé de mettre une couche nutritive, mais cette couche s'épuise dans les six premiers mois environ... Il faut donc, à défaut de ne pouvoir la renouveler, ajouter des compléments nutritifs au sol : les engrais solides.

Les plantes absorbent également de nombreux nutriments par leurs feuilles, il est donc également nécessaire d'avoir une eau riche. Pour être nutritive, l'eau doit contenir un taux suffisant de CO2 ainsi que des minéraux, fer, oligo-éléments... L'eau du robinet contient déjà quelques nutriments mais ils s'épuisent assez vite, il est donc nécessaire de l'enrichir : c'est le rôle des engrais liquides.

L'apport en fer joue un rôle important pour les plantes. Une teneur en fer insuffisante se manifeste souvent par des feuilles qui jaunissent. Les feuilles manquants de fer sont incapables d'assimiler correctement les autres nutriments de l'eau et leur croissance et fortement ralentie. Un bon taux de fer implique de feuilles robustes, vert sombre et avec une forte croissance.

Autres nutriments importants pour les plantes : L'azote (N) issu des nitrates (NO3), le phosphore (P) issu des phosphates (PO4), le potassium (K), le carbone issu du gaz carbonique de l'eau (CO2). Chacun des ces nutriments (avec le Fer) est indispensable à la croissance des plantes. Si l'un de ces éléments vient à manquer la plante s'affaiblit.

D'autres éléments sont également indispensables mais en quantité moindre : Magnésium, zinc, soufre, calcium, manganèse, cuivre.

La loi du minimum de Liebig

En 1841, Justus Von Liebig inventait la loi du minimum. Cette loi est essentielle pour comprendre les liens qui unissent les facteurs permettant la vie sous toutes ses formes. Nous pouvons exprimer la loi du minimum ainsi : Chaque organisme vivant a besoin d'une certaine quantité de plusieurs éléments afin de vivre normalement. Si l'un de ces éléments est absent l'organisme finit par mourir, s'il est présent mais sous-dosé, l'organisme montre des signes de faiblesse et ce, quel que soit la quantité des autres éléments.

Dans le cas des plantes, quatre facteurs limitants sont à prendre en compte : Lumière, gaz carbonique (CO2), température et éléments nutritifs (dans le sol et l'eau). Ainsi, rien ne sert d'injecter du CO2 si le problème vient d'un manque de fer et vice-versa. Il est donc primordial de maîtriser tous les besoins des plantes. Il est vrai qu'il peut être difficile pour un aquariophile, et à fortiori pour un amateur, de déterminer avec certitude et précision le facteur déficient. Une solution intermédiaire est d'utiliser un engrais de qualité contenant la majorité (ou la totalité !) des éléments indispensables aux plantes. Il vaut donc mieux choisir avec discernement les engrais liquides et solides avant de les acheter, et ne pas tenir compte uniquement du prix de ces produits.

Cette loi est plus complexe qu'il n'y paraît dans le sens ou certains éléments en trop grande quantité peuvent perturber l'absorption par la plante d'autres éléments. C'est le cas, par exemple, d'un excès de calcium (souvent repéré par une dureté et un pH qui augmentent) qui empêche l'assimilation du Fer (Fe++) par la plante. La teneur en Fer est donc sans importance dans ce cas et la plante s'affaiblit puis dépérit : C'est la chlorose calcique qui se manifeste par un palissement (ou blanchiment) des feuilles.

Les engrais solides et liquides

Exemple d'engrais solide.

Les engrais solides

Comme nous venons de le voir, le sol s'épuise rapidement et six mois environ après la mise en service d'un aquarium, le sol n'est plus assez nutritif pour les plantes. La solution est d'utiliser des engrais solides.

Généralement conditionnés sous forme de pastilles ou de granulés, il faut les enterrer près des racines des plantes qui ont besoin d'être fortifiée.

 

Exemple d'engrais liquide

Les engrais liquides

Bon complément d'un sol nutritif, les engrais liquides permettent d'enrichir l'eau de l'aquarium et de faciliter grandement la pousse des plantes. Ces engrais se trouvent sous forme de bouteilles sur lesquelles sont indiqués un dosage précis. Ce dosage est souvent trop fort et on peut facilement sous-doser ces produits. L'engrais doit être ajouté à l'eau de l'aquarium habituellement lors des changements d'eau.

Certains produits qui contiennent des composés très volatiles sont à ajouter tous les jours. Trop d'engrais peut également être fatal aux poissons : un taux de fer de 2mg/l ou plus peut tuer nos petits compagnons ! La valeur optimale de la teneur en fer est de 0,1 mg/l (utilisez les tests du commerce pour optimiser vos apports d'engrais). Conclusion : Respectez les consignes indiquées sur la bouteille.

Attention ! Tous les engrais ne sont pas égaux, certains sont nettement plus efficaces que d'autres. A noter également que certains engrais de grande marque sont suspectés d'accroître les algues : si les nutriments sont mal dosés ou en trop grand nombre, les plantes ne parviennent pas à consommer tous les nutriments et les algues s'en régalent... Nous conseillons les engrais Dupla.

Le CO2 industriel

Dernière méthode complétant idéalement les engrais liquides et solides : l'enrichissement de l'eau en CO2. L'usage d'engrais et du CO2 (avec un éclairage adapté) vous permettra d'avoir des plantes poussant vite, avec de magnifiques feuilles vertes et de belle taille. Une forte diminution des algues est également un des bénéfices de cette méthode grâce à l'activation de la photosynthèse. Insistons encore une fois pour affirmer que la diffusion de CO2 seule est insuffisante : il est impératif d'ajouter des engrais et d'avoir un éclairage adapté (en puissance et spectre).

Avant de se lancer dans l'aventure du CO2, il faut savoir qu'à part quelques bricolages "maison" rudimentaires, il s'agit d'une technique assez coûteuse qui est donc réservée aux amateurs éclairés.

Les cloches à CO2

Différents systèmes sont disponibles dans le commerce, les moins chers sont adaptés à des bacs de petit volume : Environ 60 à 80 Litres.

Pour 150 FF (23 Euros), vous pouvez acquérir un des ces systèmes composés d'une cloche de diffusion à membrane poreuse qui se "ventouse" sur une paroi, la petite bouteille de CO2 faiblement pressurisée et le tuyau reliant la bouteille à la cloche.

L'avantage du faible coût et compensé par la faible efficacité du système et par le fait qu'il demande une intervention manuelle (remplir la cloche de CO2 tous les matins). C'est donc un système à n'utiliser que pour les petits aquariums. Une bouteille dure environ un à deux mois, il s'agit de bouteilles jetables.

L'électrolyse : Systèmes de Nisso et Zac plus

Pour des aquariums de moins de 400 litres, la solution de la production de CO2 par électrolyse est envisageable (prix 1300 FF, 198 Euros) : Nous pouvons citer les marques Carbo+, Nisso et CO2System. Le principe est le suivant : une molécule d'eau (H2O) est cassée afin de récupérer l'atome d'oxygène et de le combiner avec l'électrode en carbone pour former du gaz carbonique (CO2), cette réaction libère également de l'hydrogène (H).

Les électrodes en carbone s'usent avec le temps et il devient nécessaire de les changer tous les trois mois à six mois environ (prix élevé : 250 FF, 38 Euros). Le rendement de ce système est assez faible et ne convient bien que pour des bacs de 120L (ou moins).

Autre inconvénient : les électrodes s'encrassent régulièrement (de matière calcaire et de fer) et il est nécessaire de les nettoyer. Ainsi, les duretés totales et carbonatées baissent progressivement au fur et à mesure de l'usage de l'appareil. Il faut donc veiller à faire des changements d'eau réguliers. De même il est nécessaire d'avoir un apport de fer régulier sous peine de voir ses plantes dépérir... Une solution mitigée donc.

A noter que le système "Carbo+" de Zac+ est adapté (d'après le constructeur) pour des bacs allant jusqu'à 500 L.

Le CO2 chimique : Le "Carbonator" et le "Ceomat"

C'est la méthode la plus récente. Basé sur une poudre ou un liquide associé à un catalyseur, la méthode chimique reste réservée à des bacs de taille modeste (200 à 250 L maximum suivant les modèles). Il est difficile de juger de l'efficacité de cette méthode tant elle est récente. Ce genre d'appareil semble fonctionner correctement à la différence qu'il influe peu sur le pH : ceci sera une bonne nouvelle pour tout le monde sauf pour ceux qui ont également besoin de baisser leur pH ! Il faudra renouveler le liquide toutes les 4 semaines (toutes les 3 semaines pour le système à poudre). A part le "Carbonator" (principe liquide, pour bacs jusqu'à 250 L), il existe également le "Ceomat" d'Aquamedic (principe en poudre, pour bacs jusqu'à 200 L).
Nous avions déjà vu, par le passé la même méthode appliquée à la production d'oxygène avec "L'Oxydator" de Sochting.

Les bouteilles faible pression

Pour des aquariums plus grand (>200 L) le coût devient vite très important mais ces systèmes sont d'une technologie plus complexe que les précédents. Ils se composent au minimum d'une bouteille de CO2 sous pression (et rechargeable), d'un détendeur, un tuyau étanche au CO2 (les tuyaux de pompe à air ne conviennent pas) et d´un diffuseur à positionner dans le bac. La bouteille sous pression doit impérativement être maintenue verticale dans un endroit relativement frais et aéré. Le diffuseur est largement plus complexe que la cloche du système précédent. Souvent réalisé en verre; Son but est de faire parcourir le plus de chemin possible aux bulles de CO2 de manière a de les dissoudre efficacement. La plupart des modèles à spirale ou à "zig-zag" laissent échapper une bulle de CO2 non dissoute à la sortie du diffuseur. C'est dommage car ce gaze est perdu. Nous obtenons de meilleurs rendements grâce à des diffuseurs dont le principe est de garder l'eau et le CO2 le plus longtemps possible en contact : Une chambre de CO2 est parcourue par un fort courant d'eau. Exemple : le réacteur "Dupla 400" est un modèle sérieux et efficace. Le premier prix (système sans manomètre et électrovanne) pour un tel système est de 750 FF (115 Euros).

Kit CO2 économique de JBL

Les bouteilles à manomètre et électrovanne

Toujours plus efficaces, des systèmes avec des bouteilles plus grosses et équipées de détendeurs, de deux manomètres (pression de sortie et pression de la bouteille) d'une électrovanne reliée à une sonde de pH et d'un réacteur. Le réacteur est largement plus efficace qu'un simple colimaçon. Son but étant de fractionner le CO2 afin d'en améliorer la diffusion dans l'eau. Ces systèmes, souvent hors de prix pour un amateur, sont particulièrement performants et sont tout de même à conseiller. Il faut compter entre 1300 FF et 2500 FF (198 et 380 Euros) pour un tel système (suivant la présence de l'électrovanne et de la mesure du pH).

En effet, la diffusion de CO2 dans le système précédant n'est pas contrôlée : Elle a lieu nuit et jour sans surveillance du taux de CO2 réellement présent dans l'eau. Il s'en suit une chute de pH qui peut être importante (il peut arriver de voir le pH passer de 8 à 6 en deux jours !) et fatale pour la plupart des poissons. Il convient donc d'arrêter la diffusion (via l'électrovanne) lors que le pH est trop faible. Notamment la nuit, les végétaux ne produisent plus d'oxygène (donc ils n'absorbent plus de CO2) mais respirent (c.a.d. : ils produisent du CO2).

Ainsi, si l'on laisse la diffusion de CO2 la nuit, il se peut que le taux de CO2 grimpe considérablement faisant chuter le pH fortement. Ces variations brutales du pH peuvent être préjudiciables pour la santé des poissons. Des valeurs absolues trop basses du pH peuvent également les stresser et les tuer...

Les systèmes équipés d'une mesure du pH reliée à une électrovanne sont pratiques car complètement sûrs, automatisés et économiques en CO2. Ils offrent en bonus la mesure permanente du pH de l'eau ce qui peut être utile dans certains cas (poissons nécessitant une valeur précise du pH). En revanche, ils coûtent particulièrement chers à l'achat et nécessitent un recalibrage régulier de la sonde pH avec une solution adaptée : Le matériel sans entretien n'existe pas !

Une solution intermédiaire pour les budgets moyens : Choisir un système de diffusion avec électrovanne et brancher l'électrovanne sur un minuteur qui coupe l'arrivée de CO2 une heure avant l'extinction des lumières et ouvre l'arrivée une demi-heure avant l'allumage des lumières. Cela permet d'économiser le gaz carbonique et de limiter la chute du pH durant la nuit. Un système avec électrovanne vaut environ 1500 FF (229 Euros). Ne pas acheter les éléments séparés car cela coûte souvent très cher : Une électrovanne seule vaut souvent 1000 FF (152 Euros) !

Autre solution encore moins chère (mais consommatrice de CO2) et d'activer la pompe à air dès l'extinction des lumières. Cela nous permet de nous passer d'électrovanne (si nous oublions de couper le CO2 le soir, ce n'est pas grave). L'aération de l'eau va diminuer le taux de CO2 et augmenter l'oxygénation du bac (ce qui est bien la nuit) : on limite la chute du pH et facilite la respiration des plantes. Cette solution nous permet d'utiliser un réacteur CO2 premier prix (sans électrovanne et sans manomètre).

En résumé

Il est donc clair que si l'apport de CO2 est un grand plus pour nos plantes, cette diffusion demande un contrôle strict du pH et une extinction de la diffusion la nuit. Étant donné les risques pris en cas d'oublis, il me semble sage d'opter dès le départ pour un système sophistiqué (et très cher, certes) mais qui nous permet une grande tranquillité d'esprit. Mon conseil est donc de ne pas installer de diffusion de CO2 tant que notre budget ne permet pas d'installer un système satisfaisant. Seule exception : les diffuseurs à cloche qui ont un si mauvais rendement qu'ils n'offrent pratiquement aucun risque, mais ils sont limités à des aquariums de petite taille.

Le CO2 artisanal par fermentation

Vu le prix des réacteurs commerciaux, il peut être intéressant pour de petits budgets (ou temporairement, en attendant l'achat d'un système performant) de construire soit même sont propre réacteur de CO2. Le montage que nous proposons à a coût ridicule en revanche, il demande une intervention chaque semaine et n'a pas un débit très stable dans le temps (risques de variations du pH entre le début et la fin de la semaine)... Il ne conviendra donc pas à des bacs trop grand ou peuplés de poissons ne supportant pas les variations du pH.

Ingrédients

Nous allons vous donner ici une méthode assez classique (fermentation) pour une telle réalisation. Équipez-vous des éléments et ingrédients suivants :

  • Une bouteille solide (vide et propre) en plastique alimentaire de 1,5 L, typiquement une bouteille de soda gazeux ;
  • Deux bouchons adaptés à la bouteille de soda ;
  • 200 g de sucre en poudre ;
  • De la levure de boulanger uniquement (pas de levure chimique, ni de levure de bière) ;
  • Un tuyau et un diffuseur d'air en céramique ;
  • De la colle silicone ;
  • Un litre d'eau à température ambiante.

Construction du réacteur

Les différentes étapes de la construction d'un réacteur simple sont décrites ici :

  • Percer le centre d´un des deux bouchons d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre du tuyau d’air ;
  • Encastrer l'extrémité du tuyau dans le bouchon sur une longueur de un centimètre ;
  • Coller l'intérieur du bouchon, autour du tuyau, avec de la colle silicone afin de rendre étanche l'ensemble. Laisser sécher pendant deux jours au moins ;
  • Brancher le diffuseur à air sur l'extrémité libre du tuyau ;
  • Installer le diffuseur d'air dans l'aquarium (lorsque la colle est sèche).

Mise en route

Dans la bouteille vide et propre ajoutez le sucre en poudre (200 g), ajoutez l'équivalent d'un sachet de levure de boulanger, ajoutez le litre d’eau (à température ambiante). Fermez la bouteille avec le bouchon non percé, et secouer énergiquement pour dissoudre la totalité du sucre. Le mélange doit alors prendre une couleur laiteuse et uniforme. Remplacez le bouchon par le bouchon relié au tuyau, et fermez le plus hermétiquement possible. Les premières bulles devraient apparaître au bout de deux heures.

Attention, il faut laisser au moins 5 cm entre le liquide et le bouchon de la bouteille. En effet, le mélange va produire de la mousse au début de la réaction, il faut éviter qu'elle ne se déverse dans l'aquarium.

Entretien

En moyenne les bulles vont diminuer fortement au bout d'une semaine, il est alors possible de revitaliser une fois ou deux (maximum) le mélange. Pour ce faire, vider 70% du contenu et ajouter d'abord 200 g de sucre, ensuite (pas avant) faites le complément d'eau (maintenir toujours 5 cm de libre dans la bouteille). Au bout d'un ou deux renouvellements, le mélange est nettement moins efficace et il est temps de tout vider et de refaire un mélange à partir de zéro.

Deux versions industrielles fonctionnant par fermentation

co2bio.jpg

Deux versions industrielles de production de CO2 par fermentation sont actuellement disponibles dans le commerce :

  • Le "Set CO 30" de Dennerle (pour bacs de 70 L, 120 L ou 150 L suivant le modèle) ;
  • Le "BioCO2 100" de JBL (pour bacs jusqu'à 100 L).

Ils ont l'avantage d'offrir une diffusion lente, stable et contrôlée du CO2 et sont d'un coût raisonnable. C'est une bonne alternative à une solution bricolée : l'irrégularité de la diffusion est souvent un point très dangereux qui implique une surveillance journalière du pH ainsi que une recharge du système fréquente. Les systèmes du commerce permettent un fonctionnement de 30 jours sans devoir recharger le système.

Taille des bouteilles et leur durée

Suivant la taille des bouteilles et celui de votre bac, la durée de fonctionnement de la diffusion entre deux recharges est variable. Le petit tableau suivant vous donne quelques idées de durée en fonction de ces deux paramètres.

Taille du bac / bouteille

80 L

150 L

250 L

500 L

350 grammes

290 Jours

155 Jours

90 Jours

50 Jours

500 grammes

420 Jours

220 Jours

130 Jours

70 Jours

1500 grammes

1250 Jours

670 Jours

400 Jours

200 Jours

2000 grammes

1670 Jours

890 Jours

530 Jours

270 Jours

Conseils

Durant la diffusion du CO2, il ne faut pas mettre en marche le diffuseur d'air et éviter les remous d'eau à la surface : cela rendrait inopérant la diffusion de CO2.

Dans la semaine qui suit la première utilisation de la diffusion de CO2, surveillez tous les jours la valeur de votre pH et inspectez visuellement le comportement des poissons. En cas d'alerte avec un pH très bas, il est nécessaire de mettre immédiatement en marche une puissante pompe à air et, dans les cas les plus graves (pH proche de 6), il ne faut pas hésiter à changer 50% de l'eau en plus de l'usage du diffuseur d'air.

La facilité avec laquelle le CO2 va se dissoudre dans l'eau dépend de la dureté de l'eau, le KH. Pour une diffusion plus efficace il est conseillé (si les poissons le permettent) de diminuer la dureté de l'eau grâce à l'usage d'eau osmosée en complément de l'eau de conduite.

Il existe une relation entre les valeurs du %CO2, du pH et du KH. Avec deux de ces éléments on peut en déduire le troisième. Ainsi, par exemple, on peut connaître le CO2 en fonction du pH et du KH par la formule : %CO2 = 3.0 * dKH * 10(7.00 - pH). Dans le tableau suivant, les valeurs trop fortes du CO2 sont en rose, les valeurs parfaites sont en vert, les valeurs trop faibles sont en bleu. Ce tableau ne s'applique plus si l'on ajoute un acide autre que le CO2 (produit pH-, pH+, filtration sur tourbe...).

dKH\pH

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

8.0

0.5

15

9.5

6.0

3.8

2.4

1.5

0.9

0.6

0.1

1.0

30

18.9

11.9

7.5

4.8

3

1.9

1.2

0.3

1.5

45

28.4

17.9

11.3

7.1

4.5

2.8

1.8

0.4

2.0

60

37.9

23.9

15.1

9.5

6

3.8

2.4

0.6

2.5

75

47.3

29.9

18.8

11.9

7.5

4.7

3

0.7

3.0

90

56.8

35.8

22.6

14.3

9

5.7

3.6

0.9

3.5

105

66.3

41.8

26.4

16.6

10.5

6.6

4

1.0

4.0

120

75.7

47.8

30.1

19

12

7.6

4.8

1.2

5.0

150

94.6

59.7

37.7

23.8

15

9.5

6

1.5

6.0

180

113.6

71

45.2

28.5

18

11.4

7.2

1.8

8.0

240

151.4

95.5

60.3

38

24

15.1

9.6

2.4

10.0

300

189.3

119.4

75.4

47.5

30

18.9

11.9

3

15.0

450

283.9

179.1

113

71.3

45

28.4

17.9

4.5

20.0

590

370

241

148

95

60

37

24

15

Le CO2 en fonction du pH et du KH

Dernière mise à jour : 6 janvier 2002

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