Créer un jardin sous-marin foisonnant de plantes luxuriantes et de poissons magnifiques et en pleine santé intimide souvent les aquariophiles. Pourtant, c'est en réalité assez simple : il suffit de comprendre et de se familiariser avec les interactions et les processus fondamentaux qui se déroulent au sein d'un écosystème sous-marin fermé. Chaque plante a besoin de conditions optimales de lumière, d'eau et de substrat pour prospérer. Chacun de ces paramètres peut stimuler ou inhiber sa croissance ; il est donc essentiel de maintenir un équilibre adéquat.
Lumière et photosynthèse végétale. La photosynthèse est l'un des processus biochimiques fondamentaux des plantes, au cours duquel des composés chimiques riches en énergie sont produits grâce à l'énergie solaire absorbée. L'objectif de cette réaction est de produire une molécule capable de stocker de l'énergie. Lors de la photosynthèse, la molécule d'H₂O se décompose et des atomes d'oxygène sont libérés dans l'environnement sous forme de molécules d'O₂. Le glucose est le premier produit de la photosynthèse et peut être transformé en d'autres composés essentiels à la croissance et au développement de la plante. L'intensité de la photosynthèse est influencée par plusieurs facteurs, notamment la concentration de CO₂, la température ambiante, l'éclairement et la photoinhibition. En l'absence de lumière, les plantes rejettent le CO₂ produit lors de la respiration cellulaire. À de très faibles intensités lumineuses, les rejets de CO₂ par la respiration cellulaire sont supérieurs à la fixation photosynthétique du CO₂, et la plante continue de rejeter du dioxyde de carbone. À une certaine intensité lumineuse, spécifique à l'espèce végétale et aux conditions ambiantes, l'absorption de CO₂ lors de la photosynthèse et les rejets de CO₂ lors de la respiration s'équilibrent. Ce point est appelé point de compensation lumineuse. Au-delà de ce point, la photosynthèse s'intensifie. À une certaine intensité lumineuse, spécifique à chaque plante, la photosynthèse atteint un seuil de saturation. Dès lors, elle commence à ralentir en raison du phénomène de photoinhibition. En résumé, l'intensité lumineuse accélère la croissance des plantes, mais jusqu'à une certaine limite.
Propriétés physico-chimiques de l'eau. L'eau, le meilleur solvant au monde, transporte non seulement des éléments essentiels comme le potassium, l'azote et le phosphore, mais aussi de nombreux oligo-éléments dont les plantes n'ont besoin qu'à l'état de traces. Dans la nature, les éléments pénètrent dans les cours d'eau par les précipitations, le ruissellement de surface et les apports fluviaux. Sans macro-éléments et micro-éléments, nos plantes ne peuvent ni croître ni se développer correctement. Les macro-éléments sont ceux qui constituent au moins 0,01 % du poids sec de la plante. Parmi eux, on trouve les éléments biogéniques, c'est-à-dire ceux qui jouent un rôle clé dans la structure de la plante, la photosynthèse et le cycle de Calvin. D'autres micro-éléments jouent également un rôle essentiel, notamment dans le développement de la couleur. Les plantes nécessitent une nutrition appropriée, apportée sous une forme digestible et dans des proportions adaptées à l'espèce.
Chaque espèce végétale a des besoins nutritionnels spécifiques. Lorsqu'une plante épuise ses réserves d'un minéral donné, elle présente d'abord des carences, puis meurt. Un rapport équilibré entre oligo-éléments et micro-éléments doit être constamment maintenu, car les excès comme les carences peuvent inhiber la croissance des plantes.
Le substrat joue un rôle essentiel dans un aquarium planté. C'est là que se déroulent les transformations chimiques qui seront ensuite absorbées par les plantes. Le substrat tamponne les composés en excès présents dans l'eau et constitue une source d'oligo-éléments pour la flore. Chez les plantes à racines, une relation symbiotique se développe entre les plantes et les bactéries dans les couches inférieures du substrat. Dans nos aquariums à écosystème fermé, les poissons excrètent des déchets métaboliques, et c'est dans le substrat que l'azote est transformé d'une forme indigeste en une forme assimilable par les plantes aquatiques, principalement sous forme d'anion nitrate (NO₃⁻) et de cation (NH₄⁺). Il est donc important d'éviter les zones anaérobies dans le substrat, où le pourrissement des racines peut se produire. De plus, la couche inférieure du substrat doit présenter une structure qui facilite et stimule la croissance des bactéries aérobies vivant en symbiose avec les racines. Un bon substrat agit comme un filtre, un réservoir pour les composés toxiques, stimule la symbiose entre la plante et les micro-organismes et fournit régulièrement aux plantes les macro et micro-éléments nécessaires.
Plantes. Il serait difficile d'imaginer un aquarium sans plantes aquatiques. Ces dernières ont un impact considérable sur l'apparence du plan d'eau et lui confèrent un caractère unique. Elles permettent d'aménager parfaitement n'importe quel aquarium et de recréer un biotope naturel. Leur rôle décoratif est indéniable, mais leur fonction est bien plus importante. Elles contribuent au maintien de l'équilibre biologique de l'eau et, par conséquent, à sa capacité d'auto-épuration, jouant un rôle fondamental dans la zone de régénération. Un écosystème sain dans un aquarium planté maintient les paramètres de l'eau à un niveau constant, tout en assurant sa clarté et sa limpidité. Une croissance végétale adéquate limite significativement la prolifération des algues et des cyanobactéries, élimine les bactéries dangereuses et les composés toxiques, et crée des conditions optimales pour le développement de la faune. Connaissant les principaux facteurs de croissance des plantes, brièvement évoqués précédemment, il convient de choisir les plantes adaptées à son aquarium en veillant à ce qu'elles aient des besoins similaires en termes de température, de pH et de dureté de l'eau. Il est également important de savoir qu'à mesure que l'intensité lumineuse augmente, il faut fournir aux plantes les nutriments nécessaires à leur croissance. Plus le substrat est riche, plus nos erreurs seront tolérées. Dans nos aquariums, il est essentiel de surveiller attentivement le développement des plantes et de corriger soigneusement toute carence en leur apportant les engrais appropriés.
Le sujet de la nutrition minérale des plantes, de l'éclairage et de l'eau n'est pas épuisé et nous y reviendrons probablement à maintes reprises.