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L'importance du sable en récifal, au delà de la méthode DSB 

  • Par lbno
  • Le 25/10/2018

L'importance du sable en récifal, au delà de la méthode DSB 

 

   Le lit de sable épais est l'élément essentiel du biotope d'un aquarium récifal écosystémique. Tous ceux qui adoptent cette méthode, partiellement ( rDSB ; DSB déporté couplé un bac berlinois ) ou totalement ( DSB pur "à l'américaine" dans le bac principal, sans écumeur ) sont surpris d'obtenir des taux de no3 et po4 aussi bas. Rappelons ici que par taux bas nous entendons sur ce site des taux viables pour l'épanouissement des habitants de l'aquarium et non des taux insignifiants ( oligotrophie extrême ) obtenus dans les bacs artificiels aseptisés. Entre oligotrophie ( pauvreté en nutriments ) et eutrophie ( excès de nutriments ) il existe un juste milieu qui permet à tous les êtres vivants composant un aquarium récifal écosystémique ( biodiversité ) de couvrir leurs besoins métaboliques. Le lit de sable épais, à condition qu'il soit construit comme il se doit, à la faculté de réguler le rapport entre production de déchets et restitution du produit "nourrisant" du traitement de ce ces déchets. Le lit de sable épais peut être considéré comme le recycleur axial de la matière organique dans l'écosystème de l'aquarium. Quand on connaît le rôle bio-géo-chimique du sable dans un écosystème marin on se rend compte que son importance écologique dans un aquarium dépasse le cadre strict de la méthode DSB. Qui mieux qu'un scientifique, biologiste marin et récifaliste, peut nous expliquer comment fonctionne un lit de sable épais ( DSB ) et pourquoi il constitue le système d'épuration d'un bac le plus efficace qu'il soit. Voici la traduction d'un texte de Ron shimek qui en dit long sur le sujet ! ( extrait du site de l'auteur : http://www.ronshimek.com/ )

 

The Importance of Deep Sand.

By Ronald L. Shimek, Ph. D.

Initially Published in the March, 2001, Aquarium Fish Magazine

 

   Les amateurs pourraient penser que les lits de sable n’ont pas leur place dans un aquarium de récifs coralliens, en particulier s’ils essaient d’établir quelque chose qui ressemble à un récif corallien naturel. Cependant, avec quelques pensées, je suis sûr qu'ils se rendraient compte que la plupart des récifs coralliens sont entourés de sable et qu'en construisant un lit de sable dans nos aquariums, nous imitons simplement la nature. Ces lits fournissent trois choses. Premièrement, ils offrent un lieu de traitement et d’exportation de certains nutriments dissous. Deuxièmement, ils offrent un lieu de recyclage des détritus, des excès de nourriture, des excréments d’animaux et d’autres matières particulaires sous une forme utilisable. Enfin, ils constituent une source de nourriture pour de nombreux animaux de récifs. Regardons chacune de ces fonctions.

Comme dans la nature, les surfaces de grains de sable des lits de sable de nos systèmes constituent le principal substrat des bactéries qui traitent les nutriments. La population bactérienne est déterminée par trois facteurs: la surface totale de sable; la quantité d'éléments nutritifs disponibles; et le nombre et les effets des prédateurs bactériens.Tous ces éléments jouent un rôle dans la mise au point du filtre biologique à lit de sable.

Dans un volume de sable donné, la surface bactérienne utilisable augmente rapidement à mesure que la taille moyenne des particules diminue. Par exemple, une particule cubique de 1 mm de côté a une surface de 6 mm2, tandis que la surface d’une particule d’un huitième (ou de 0,125 mm) d’un côté correspond à 0,09375 mm2. Cependant, dans le volume de 1 mm cube, il y aurait 512 des particules plus petites, pour une surface totale de 48 mm carrés, soit huit fois ce que l'on trouve sur le cube plus grand.

La surface totale des sédiments, même dans un petit réservoir, est impressionnante.Dans mon réservoir de récif de 45 gallons, le lit de sable a une profondeur moyenne d’environ 4 pouces, une largeur de 12 pouces, une longueur de 36 pouces, pour un total d’un mètre cube de sédiment. Je ne vous ennuierai pas avec les calculs, mais si la taille moyenne des particules est d’un huitième de millimètre et qu’il s’agit d’une bonne taille moyenne, la surface totale de sable est d’environ 14 828 pieds carrés, soit un peu plus d’un tiers acre. Beaucoup de bactéries peuvent vivre avec cet espace!

Même si nous considérons rarement les bactéries lorsque nous installons nos systèmes, elles sont exceptionnellement importantes pour la survie de tous les poissons décoratifs ou coraux que nous ajoutons à la cuve. Ces bactéries sont le filtre biologique de votre réservoir de récif. Par leur simple existence et leur croissance, elles détoxifient et éliminent une grande partie des nutriments en excès du système.

Le poison d'un organisme est le nutriment d'un autre. L’urine des poissons et des invertébrés, principalement de l’hydroxyde d’ammonium ou de l’ammoniac dissous dans l’eau, est le principal sous-produit du métabolisme des protéines. Le gaz ammoniac, même de très petites quantités dissoutes dans l'eau, est hautement toxique pour les animaux. De même, les phosphates sont également des sous-produits du métabolisme animal et, bien qu’ils ne soient pas toxiques pour la plupart des animaux, des concentrations élevées en phosphate peuvent réduire ou arrêter la croissance des coraux. L'élimination des déchets azotés, tels que l'ammoniac et les phosphates, est réalisée par des bactéries et des microalgues qui absorbent ces sous-produits animaux toxiques et les utilisent dans leur croissance si nécessaire, nécessaires et essentiels.

La surface de bactéries et de microalgues dans les roches vivantes ou sur d’autres surfaces est insignifiante par rapport à la surface dans un lit de sable de quatre pouces ou plus de profondeur. La règle cardinale de l’élevage est que vous devez nourrir les animaux et que de nombreux animaux des récifs ont besoin de manger beaucoup. Mon article de février 2001 dans Aquarium Fish Magazinesur la composition de nombreux aliments et additifs peut être utilisé pour calculer la quantité de nutriments que vous ajoutez à votre système. En moyenne, les aliments secs que j'ai testés avaient environ la moitié de leur poids en protéines, ce qui signifie qu'ils contiennent une très grande quantité de phosphate. Et, si cela ne suffisait pas, une fois que les aliments ont été mangés et transformés, les animaux urinent sous forme de sous-produits protéiques sous forme d’ammoniac. Le simple fait de nourrir vos poissons ou vos coraux avec la nourriture dont ils ont besoin pour vivre peut augmenter les concentrations d'ammoniac et de phosphate de plusieurs centaines à plusieurs milliers de fois celles que l'on trouve normalement dans les eaux de récifs. Mais si vous avez un lit de sable profond, il se produit un processus qui n’est rien de moins que miraculeux. Les bactéries et les algues vivant dans les sédiments absorbent les nutriments de manière si rapide et si complète que les kits de test amateurs ne permettent généralement pas de mesurer ces nutriments, même immédiatement après leur alimentation.

Ces nutriments agissent comme nourriture pour les bactéries. Dans un sens très réel, le filtre biologique dépend de la croissance bactérienne. La décomposition des composés azotés en azote gazeux est réalisée par des bactéries se développant dans les zones de concentration réduite en oxygène dans les parties les plus profondes des sédiments. À des températures de récif normales, autour de 82 ° F, certaines espèces bactériennes doubleront leur population en moins d’une demi-heure si elles possèdent les nutriments appropriés. Ce taux de croissance bactérien rapide provoque la libération d'azote gazeux qui devient visible sous forme de bulles dans les sédiments.

Les taux de croissance bactériens rapides ne se produisent que sans compétition pour l'espace ou les nutriments. À mesure que les populations bactériennes remplissent tous les espaces ouverts, la croissance ralentit et peut cesser complètement. Certaines bactéries sécrètent également un revêtement extérieur appelé «glycocalyx». Ces glycocalices sont fabriqués à partir d’un matériau dur semblable au sucre, dont la consistance est semblable à celle du sucre candi. Une croissance bactérienne rapide peut produire suffisamment de ce matériau pour coller les sédiments ensemble. Ces masses de sédiments peuvent être si collées si étroitement qu'il est nécessaire de les marteler pour les séparer. Dans de nombreuses publications sur les récifs, ces grumeaux seraient causés par la précipitation de carbonate de calcium ou de phosphate de calcium. Une telle précipitation minérale est rare; Si une petite quantité de sédiment est placée dans une solution faible d'eau de Javel, elle se décompose rapidement en grains de sédiment.Si les grumeaux étaient formés à partir des sels de calcium, ils ne se dissocieraient pas dans l'eau de Javel.

La formation de grumeaux est un désastre pour le filtre biologique. Les mottes limitent l'écoulement de l'eau et emprisonnent les matières organiques où elles peuvent pourrir.De plus, la formation de grumeaux ferme le filtre biologique en recouvrant les bactéries et en les empêchant de métaboliser les nutriments. Ceci, à son tour, fait exploser les niveaux de nutriments dans le réservoir.

Heureusement, il est facile de prévenir la formation de blocages de sédiments et de maintenir simultanément le fonctionnement optimal des filtres biologiques en établissant une faune saine et diversifiée, ou "infuna". L'infuna, appelé ainsi la FAUNE vit dans les sédiments, est un groupe très diversifié d'organismes produisant des merveilles. Malheureusement, ils sont petits et ne sont pas particulièrement attrayants.Comme Rodney Dangerfield, "Ils ne reçoivent aucun respect." Et, c'est dommage, car ils font l'essentiel du travail pour garder tout réservoir de récif fonctionnel.

Les Infauna sont "l'équipe de nettoyage" et le personnel de "reef-janitorial", et le tableau trouvé dans un char réussi peut être DIVERSIF! Plus de 200 espèces différentes vivent couramment dans un lit de sable mature. Il s'agit de nombreux types de vers plats, de vers ronds, de dizaines d'espèces de vers à poils, de petits escargots, d'étoiles cassantes, de petits holothuries, de protozoaires et de nombreux types de petits crustacés. Les populations totales peuvent être immenses. J'ai effectué un échantillonnage pour mesurer les abondances trouvées dans le réservoir de 45 gallons que j'ai mentionné plus tôt, et le nombre d'animaux de plus d'un demi-millimètre (environ un cinquantième de pouce) dans ce réservoir varie de 90 000 à 150 000 selon la partie de leur réservoir. cycle de population où se trouvent les différentes espèces.

Qu'est-ce que cette gamme diversifiée et abondante de créatures fait pour et dans le lit de sable? Eh bien, certains vont manger des excès de nourriture, des détritus ou des algues. Ce faisant, ils l'utilisent et en excrètent une partie sous forme de déchets. À leur tour, les bactéries l'utilisent, et donc l'infuna aide à maintenir le filtre biologique en activité. En outre, de nombreux animaux infaunaux creusent des terriers ingérant certains sédiments au fur et à mesure de leur progression. Ils digèrent les micro-organismes qui s’y trouvent, laissant l’espace nécessaire à la croissance des bactéries.

En se déplaçant dans les sédiments, les animaux se bousculent et déplacent les particules. Pas grand chose, juste un tout petit peu. On a estimé que chaque jour, chaque petit organisme bouge environ 10 à 100 millimètres cubes de sédiment. En multipliant cette petite quantité moyenne de bousculements par le nombre d'animaux dans le réservoir, on obtient la quantité totale de perturbations. Dans mon réservoir de 45 gallons, avec une population moyenne d'environ 100 000 petits animaux, un à dix millions de millimètres cubes de sédiment sont déplacés chaque jour! Autrement dit, le volume total de sédiments de la cuve pourrait être complètement retourné au moins une fois tous les trois à trente jours. Avec cette quantité de bousculades et de sédimentation, il ne se produira tout simplement pas d'agglutination des sédiments.

Par conséquent, les aliments en excès sont consommés et éliminés ou recyclés sous forme de chair d’animaux ou d’algues, et le filtre biologique est maintenu dans les meilleures conditions. Et surtout, en tant qu’aquariophile, vous n’avez rien à faire. Les animaux ont tout fait pour vous. Tout ce que vous deviez faire était de vous asseoir et de profiter d'un réservoir en bonne santé. Et oui, je sais que c'était un sale boulot, mais quelqu'un devait le faire ...

Mais ce n'est pas tout le bien qu'un lit de sable fera pour votre système! La plupart des infauna vivent un an ou moins. Cependant, ils grandissent rapidement et commencent à se reproduire quelques semaines après leur apparition. Cumulativement, ils produisent de grandes quantités de petits œufs, spermatozoïdes et larves qui se libèrent de manière invisible dans l'eau du réservoir. Tous les matériaux générés peuvent potentiellement servir de nourriture à de nombreux coraux pierreux à petits polypes, ainsi qu’à d’autres filtreurs. Ce n’est pas un hasard si, historiquement, les aquariophiles ont commencé à conserver bon nombre de ces petits coraux polypes lorsqu’ils ont commencé à garder un lit de sable dans l’aquarium pour la première fois.

Construction:

Faire un lit de sable est presque trop facile. La partie la plus importante du lit de sable est, sans surprise, le sable. Plus tôt, j'ai parlé de "boue" et maintenant je parle de "sable", mais je ne discute pas de deux matériaux différents. Il n’existe pas de définition scientifique du terme "boue". Cependant, ceux d’entre nous qui sommes confus qui passent une partie de leur vie à travailler avec des sédiments marins ont une échelle de nommage pour les parties du continuum de particules allant du très grand ("rochers" = particules de plus de 25,6 cm (environ 10 pouces de diamètre) au très petit ("argile" = particules inférieures à 0,004 mm, environ 0,00016 pouce). Nulle part dans cette échelle, il n'est fait mention de la plus souhaitable des substances, la "boue". En général, ce qu’un scientifique qui étudie les sédiments qualifierait de sables fins ou très fins avec un peu de limon, la plupart des gens normaux appellent boue. Ce sont des sédiments dont les particules vont généralement d'environ 1/16 mm (0,063 mm) à environ 1/8 mm (0,125 mm).

De toute façon, qu'est-ce qui ne va pas avec la taille des grains de sédiment?

Dans toutes mes discussions sur les lits de sable, j'ai tenu à préciser un paramètre particulier, celui de la taille moyenne des particules de sédiment dans le lit de sable.Pourquoi ce facteur devrait-il être si important? La réponse est simplement que la taille des particules des sédiments détermine l'acceptabilité des sédiments par les organismes.Peut-être qu'un exemple pourrait mieux illustrer cette affirmation. L'un des amphipodes les plus répandus le long de la côte ouest de l'Amérique du Nord est une espèce appelée Rhepoxynius abronius . Ce petit insecte a fait l’objet d’une étude détaillée, puisqu’il s’agissait d’un organisme à utiliser pour tester la toxicité des sédiments; il a été découvert qu’il préférait les sédiments d’une taille de particules spécifique, d’un diamètre de 0,113 mm. Si le choix le permet, il se déplacera et vivra dans des sédiments de cette taille spécifique, pas des sédiments de 0,110 mm ni des sédiments de 0,115 mm, mais uniquement de cette taille. Si les individus sont confinés expérimentalement à d'autres tailles de sédiment, ils ne vivront pas aussi longtemps, ne se reproduiront pas non plus, et ne toléreront pas de conditions stressantes comme le font les individus conservant une taille de grain optimale (Ott, 1986).

La plupart des organismes vivant dans les sédiments semblent avoir des préférences précises similaires. Cependant, la plupart vivront également au moins marginalement dans des sédiments mixtes dont la taille est proche de leur optimum, et la plupart de la taille optimale des particules de sédiment semble se situer entre 0,050 et 0,200. Par conséquent, je suggère une fourchette moyenne d'environ 0,125 comme bon compromis.Ce n'est pas spécifiquement le meilleur pour la plupart des espèces infaunales, mais cela permettra à une diversité d'espèces de bien vivre.

Les sédiments plus grossiers tels que le gravier ou le corail broyé sont tout simplement trop gros. De plus, ils présentent l’inconvénient d’être des arêtes vives abrasives pour la plupart des petits crustacés et des vers qui doivent ramper dans les sédiments. Les sédiments les plus fins peuvent se loger si étroitement qu’ils sont imperméables à la plupart des mouvements d’animaux, créant ainsi une couche qui restreint les flux d’animaux et d’eau, bloquant ainsi le filtre biologique.

Devoir évaluer la taille des particules de sable serait une tâche ardue pour tout amateur.Heureusement, cependant, plusieurs vendeurs vendent des sables en vrac dans les tailles appropriées, souvent commercialisés sous le nom de «sable fin» ou de sable oolitique.Quelques particules plus grosses dans le mélange de sédiments sont acceptables, mais les sédiments plus grands ne devraient pas constituer plus de 15% du total. N'utilisez en aucun cas du corail concassé ou du gravier de corail. Ces substrats sont trop grossiers et souvent trop abrasifs pour que de nombreux organismes plus petits puissent survivre.

Les organismes ne se soucient pas de la composition minérale des sédiments, mais seulement de la taille et de la forme des particules. La plupart des aquariophiles utilisent les sables aragonitiques couramment disponibles pour "constituer un réservoir de calcium". De plus, leur couleur blanche brillante est souvent esthétique. Cependant, si les concentrations de pH et de calcium dans le système sont suffisamment basses pour dissoudre des quantités importantes de sédiments, il y a de très graves problèmes et tout le sable du monde ne résoudra pas les problèmes. Les réservoirs très performants peuvent être constitués de sable de lave noir ou de sable siliceux fin, à condition que les grains aient la taille voulue. Certains craignent que le sable siliceux alimente la prolifération de diatomées, mais cette prolifération peut être contrôlée par les brouteurs appropriés. Aucune structure de sable sous la surface, telle qu'un "plénum" ou une étagère, n'est absolument nécessaire. En fait, de telles structures réduiront le volume de sédiment disponible pour les bactéries.

Pour mettre un lit de sable dans un réservoir existant, enlevez le gravier ou les résidus d'orange broyés, puis ajoutez le nouveau sable, environ un pouce à la fois. Ne vous inquiétez pas trop de la nébulosité dans l'eau, les animaux de récifs sont adaptés à cela et seront capables de le tolérer facilement. Dans un nouveau réservoir, mettez simplement tout le sable dont vous avez besoin au fond du réservoir, ajoutez de l'eau et placez votre pierre vive dans ou sur le sable. Aucune plate-forme n'est nécessaire pour soutenir le rocher. J'intègre un peu la roche vivante dans le sédiment pour la stabiliser.

Après avoir rempli le réservoir avec de l’eau, il faudra ajouter une source bactérienne et infaunale initiale. Il s’agit généralement de «sable vivant» ou de «sable vivant». Le premier est simplement du sable humide qui a été dans un système marin à un moment donné. Il y aura des bactéries, mais peu d’autres, et je le considère comme inutile."LIVE SAND" aura été collecté dans une zone marine et expédié directement à vous ou à l'animalerie où vous pourrez l'acheter. Il contient souvent un nombre raisonnable d'animaux, et c'est ce dont vous avez besoin pour bien démarrer votre réservoir. Au moins 10% du volume total de votre réservoir, en poids, devrait être LIVE SAND; plus c'est mieux.

En outre, plusieurs fournisseurs proposent des kits "détritivore" ou "de recharge" contenant plusieurs types d'animaux différents. Les kits de différents fournisseurs sont complémentaires plutôt que compétitifs. Ajouter un kit, c'est bien, en ajouter deux, c'est vraiment mieux. Vous obtiendrez un système plus diversifié plus rapidement avec plus de kits. Cependant, leur coût peut être prohibitif. Une fois les kits en place, laissez le système fonctionner pendant au moins deux semaines sans ajouter de poisson pour permettre aux animaux de sable vivants d'établir des populations minimales. Rappelez-vous que ce sont des animaux vivants, et devront être nourris.

Dans la semaine qui suit, vous remarquerez des bulles dans les sédiments à côté du verre indiquant que le filtre à sable fonctionne. Dans quelques semaines, de petites traces de tubes apparaîtront à certains endroits dans les sédiments, près des murs, et de petites populations d'insectes apparaîtront. Après deux semaines d'attente - et plus de temps est souhaitable - du poisson peut être ajouté. EN AUCUN CAS, VOUS NE DEVRIEZ AJOUTER D'ANIMAUX «SAND SANDS» TELS QUE DES ÉTOILES DE MER ENTRÉES OU QUELQUES GOBIES. Ces animaux "tamisent" les sédiments pour manger les créatures de sable dont vous avez besoin pour prospérer. À partir de ce moment, ajoutez progressivement plus d'animaux jusqu'au niveau souhaité.

Problèmes:

Plus imaginaires que de vrais problèmes bousculent les gardiens des lits de sable. Les problèmes imaginés sont proposés par des personnes ignorantes de la dynamique du lit de sable. Parmi ces problèmes imaginaires figurent les accumulations d’hydrogène sulfuré et de détritus, ainsi que la nécessité de tamiser. De l'hydrogène sulfuré se formera effectivement dans les couches les plus basses d'un lit de sable profond. Il ne va PAS migrer à travers les sédiments pour empoisonner un réservoir. Le sulfure d'hydrogène est un gaz extrêmement toxique, mais cette odeur est dépassée par sa forte odeur d'œuf pourri. Le gaz aura une odeur exceptionnellement forte et semblera écrasant à des niveaux bien inférieurs à des quantités toxiques. Si vous pouvez sentir cette substance sans que cela vous coupe le souffle, ce ne sera pas à une concentration nocive. Il n'y a aucune preuve réelle indiquant qu'il peut atteindre des niveaux toxiques dans un lit de sable profond.

L'accumulation de détritus dans les sédiments est un autre problème. Si la faune des sédiments est florissante, il y aura une légère accumulation de détritus fins tandis que le reste sera traité par l'infuna. Le dernier problème imaginaire, le besoin présumé de tamiser dans un lit de sable en bonne santé, n’existe tout simplement pas. Les petits mouvements d'organismes "tamisent" suffisamment le sable. Tout autre tamisage d'un lit en bonne santé causera de graves dommages.

Les lits de sable recyclent les matériaux et exportent bon nombre des nutriments en excès contenus dans un aquarium. Certains excès de nutriments sont mobilisés en devenant solubles par le biais de processus métaboliques et doivent être exportés sous forme de macro-algues récoltables ou d'animaux, cultivés dans le réservoir principal ou dans un puisard.

Le seul problème réel avec un lit de sable est la réduction de la diversité à mesure que le lit vieillit. Ceci est dû à des problèmes d'extinction et de remplacement car le volume de nos lits est tout simplement trop petit pour que certaines espèces puissent générer des populations autosuffisantes. On y remédie en achetant un détritivore ou un kit de recharge ou deux par an environ pour donner un coup de fouet à la faune.

Conclusion:

L'installation d'un lit de sable vivant est facile, simple et peu coûteuse par rapport à presque tous les autres achats d'aquarium. Une fois installé, un tel lit contribuera beaucoup au succès d'un bassin récifal en fournissant un filtre biologique d'une capacité suffisante pour la plupart des bassins. En outre, il fournira de la nourriture à de nombreux animaux à alimentation en suspension, tels que de petits coraux polypés. Et tout cela avec un minimum d’attention et de dépenses.

Conclusion à la traduction, par Aquamicrofaune

   Ce texte, vous l'aurez constaté, dépasse le cadre du sujet du lit de sable épais ( DSB ). Ron Shimek délivre aussi des enseignements généraux sur l'écologie des récifs et par conséquent des aquariums marins qui tendent à les reproduire. S'agissant de l'importance et des qualités du lit de sable dans un récifal il n'est pas seulement question de données théoriques scientifiques mais aussi de retour d'expérience pratique en aquariophilie. Tous comme Ron Shimek j'ai moi même une trentaine d'années d'expérience des DSB et, à quelques détails près, je confirme l'ensemble des mérites qui sont accordés au lit de sable épais dans son texte.  

 

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