Rapport Redfield

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Le rapport Redfield (en anglais  “Redfield Ratio”) décrit les proportions de composition atomique de phytoplancton marin.

Ce rapport a été découvert en 1963 empiriquement par Redfield, Ketchum et Richards et publié.
Ce ratio est :

1 mole de P : 16 moles de N : 106 moles de C

Cela signifie que avec un nombre illimité de nutriments disponibles contenant du plancton pour une mole de phosphore, on trouve 16 moles d’azote et 106 moles de carbone.

La grande importance apporté au rapport Redfield en aquariophilie résulte du fait que le plancton est à la base de la chaîne alimentaire (la base du réseau trophique).

Application dans l’aquariophilie

Il est important que les éléments nutritifs pertinents et indispensables pour tous les organismes désirés dans l’aquarium soient disponibles dans cet écosystème clos. Comment ceux-ci y arrivent n’a aucune sorte d’importance. Chaque aquarium étant différent. Le problème ne se pose que lorsqu’un élément nutritif n’est pas ou plus disponible. Et cette condition est nécessaire pour prévenir ou annuler.

Le problème de compréhension du rapport Redfield se trouve dans le fait que ce rapport considère l’azote total et phosphore total, et pas seulement nitrate et phosphate. En particulier, l’azote organique et de l’ammoniac sont ici, par exemple, négligés dans nos tests. Un autre problème est quand il est tout simplement différent car le rapport tient compte des éléments contenus dans les bactéries, phytoplancton, algues et coraux.

On va alors parler de rapport empirique via une conversion de mole en poids, ce qui nous donne un ratio de 10,4 nitrate (NO3) : 1 phosphate (PO4).

Il y a des différents ratios:

  • Le rapport de Redfield classique de N: P = 16 en tant que valeur moyenne pour un micro-algues (phytoplancton).
  • Pour les bactéries, le rapport est d’environ 10, d’autres encore à 7 (C:N:P stoichiometry in soil: is there a ‘‘Redfield ratio’’ for the microbial biomass? Publié ici : http://www.cfc.umt.edu/research/biogeochemistry/ ) , ce qui pour un nitrate (NO3) : donne un rapport de seulement 6,5 en équivalent phosphate (PO4).
  • Dans le traitement aérobie des eaux, il faut un rapport C : N : P contenu dans les intervalles 100 : 10 : 1 et 100 : 5 : 1

Exemple de ratios pour des algues :

  • Caulerpa racemosa 150: 1
  • Caulerpa sertularioides 200: 1

Tout simplement parce que la composition de l’organisme a une répartition mesurable (et unique du rapport), ce qui signifie que par ses structures de tissus et les systèmes de transport de nutriments, chaque élément trouve les ressources nécessaires au bon épanouissement de son organisme.

En aquarium récifal

Dans des conditions normales, un excédent de nitrate n’a pas d’importance, l’excès de nitrate reste libre dans l’eau. Lorsque le carbone organique est disponible, une prolifération des bactéries hétérotrophes provoque un déficit de phosphates pouvant être nuisible dans les coraux, même défavorable au rapport N : P qui longtemps va rester sans conséquence jusqu’à une arrivée de carbone organique venant troubler cet équilibre.  Cette réaction est utilisée dans les méthodes sucre, vodka ou VSV pour modifier les éléments mesurables dans l’eau.
Le rapport Redfield ne peut pas être transposé aux zooxanthelles des coraux symbiotiques. Le corail dans ses tissus maintient des conditions ambiantes de sorte que l’azote nécessaire aux zooxanthelles soit limité. Pour y parvenir, les algues ne se multiplient pas trop et l’assimilation par photosynthèse n’est pas investi dans le renouvellement des zooxanthelles mais sont transférés au corail. Un rapport de 100: 1 est généralement recommandé pour les coraux

On va simplifier pour l’utiliser

Pour les aquariums, comme nous ne mesurons que Nitrates et Phosphates, il existe un abaque (empirique) :

 Phosphates  Nitrates
0,01 1 2,5 5 7,5 10 15 20 30 40 50
0,01 2 153 383 765 1148 1530 2295 3060 4590 6120 7650
0,05 0 31 77 153 230 306 459 612 918 1224 1530
0,1 0 15 38 77 115 153 230 306 459 612 765
0,2 0 8 19 38 57 77 115 153 230 306 383
0,3 0 5 13 26 38 51 77 102 153 204 255
0,5 0 3 8 15 23 31 46 61 92 122 153
1 0 2 4 8 11 15 23 31 46 61 77
1,5 0 1 3 5 8 10 15 20 31 41 51
2 0 1 2 4 6 8 11 15 23 31 38

Si le ration est en dessous de 10 on va se retrouver avec des algues bleues (cyanobactérie) au-dessus de 22 on a les algues vertes.

Comme vu dans les paramètres de l’eau de mer, avec des phosphates entre 0,01 et 0,1 on cherchera à avoir des Nitrates entre 0 et 20, ce qui permet ainsi de faire prospérer des algues supérieures nécessaires à l’alimentation de nos hôtes, et se préserver de la cyanobactérie. Attention la recherche du 0 en Nitrates et Phosphates mène a des carences. et on va rencontrer des syndromes d’eau trop propre. La cyanobactérie prospère bien dans ces milieux. Mais les coraux aussi vont souffrir en ne trouvant pas de quoi se nourrir.

Littérature

W. Fennel, T. Neumann: Introduction to the Modelling of Marine Ecosystems: With MATLAB Programs on Accompanying CD-ROM. Elsevier Oceanography (Paperback) 2004

Roger B. Hanson (Hrsg.): The Changing Ocean Carbon Cycle: A Midterm Synthesis of the Joint Global Ocean Flux Study. International Geosphere-Biosphere Programme Book Series 2000

Sources Internet :

http://www.korallen-wiki.de/index.php?title=Redfield-Verh%C3%A4ltnis

http://www.theaquariumwiki.com/Redfield_Ratio