Environmental statement of a carp-lettuce aquaponics system
Bilan environnemental d’un système d’aquaponie carpes-salades.
Résumé
The combination of an hydroponic system (HS) with a recirculating aquaculture system is an integrated
system called aquaponics (AS). Thus, plants recover nutrients released by fish, representing a system
more environmentally friendly than if the two systems would run independently. Several AS are under
development but poor information about their environmental performances is available. The aim of this
study was to assess the efficiency of the use of the nutrients and the environmental impacts of a carplettuce AS set in a greenhouse. A mass balance of the nitrogen (N) and the phosphorus (P), and a life
cycle assessment (LCA) were carried out, in comparison with a lettuce hydroponics system. The study
lasted 52 days, corresponding to the time needed to obtain a marketable lettuce. With 24.6% N
unaccounted for (probably due to denitrification) and 6.6% P unaccounted for (probably due to underestimation of the quantities of sediment), the mass balances calculated were in accordance with
literature. The rates of N and P from feed recovered in fish and lettuce biomass were 19.3% and 20.6%
respectively. The LCA pointed out that environmental impacts originate mainly in ingredients of fish feed
and energy use. The gain of 1 kg of lettuce biomass in the AS had less environmental impacts than in
the HS, on climate change, acidification potential, eutrophication potential, land use and cumulative
energy demand. Nevertheless, a decrease in the water dependence indicator was not observed. The
indicator dealing with the net primary production use pointed out the dependence of SA to natural
resources, and more specifically to fish meal and fish oil, used in the fish feed. Compared to the use of
chemical fertilizer in HS, the use of nutrients originating indirectly from fish feed in AS, seems
decreasing impacts on climate change but increasing the use of natural resources in lettuce production
Un système aquaponique (SA) est un système intégré qui combine un système d’élevage aquacole en
eau recirculée et un système de culture hydroponique (SH). Il est conçu pour que les plantes captent
les nutriments rejetés par les poissons pour former ainsi un système plus respectueux de
l’environnement, que si les deux systèmes fonctionnaient séparément. De nombreux SA sont en cours
de développement, mais peu d’informations sont disponibles quant à leurs performances globales.
L’objectif de cette étude est d’analyser l’efficacité d’utilisation des nutriments et les impacts
environnements d’un SA carpes-salades fonctionnant sous serre. Un bilan de masse de l’azote (N) et
du phosphore (P) a été établi et une Analyse de Cycle de Vie (ACV) a été conduite, en comparaison
avec un système hydroponique de salade (SHI). L’étude s’est déroulée sur un cycle de 52 jours,
correspondant au temps nécessaire pour récolter une salade commercialisable. Les bilans de masse
étaient cohérents avec la littérature, avec 24,6% de N non comptabilisés, (vraisemblablement dus à
l’émission de N2), et 6,6% de P non comptabilisés, (vraisemblablement dus à une sous-estimation de la
quantité de sédiments). Le taux de fixation du N apporté, dans la salade et le poisson, est de 19,3% et
le taux de fixation du P apporté est de 20,6%. L’ACV a montré clairement deux origines aux impacts
environnementaux : les ingrédients de l’alimentation des poissons et l’utilisation d’énergie. Le gain d’un
kg de croît de salade dans le SA a eu clairement moins d’impacts environnementaux que dans le SHI,
sur le changement climatique, l’acidification, l’eutrophisation, la compétition sur l’utilisation des terres et
la demande totale en énergie. Néanmoins, une diminution de l’utilisation de l’eau n’a pas été observée.
L’indicateur portant sur l’utilisation de la production primaire nette a mis en évidence la dépendance du
SA aux ressources naturelles, et plus spécifiquement aux farines et huiles de poissons, via
l’alimentation des carpes. Comparée à l’utilisation d’engrais chimiques pour la production de salade
dans le SHI, l’utilisation de nutriments issus indirectement de l’aliment poissons dans le SA, diminuerait
l’impact sur le changement climatique mais augmenterait l’utilisation de ressources naturelles.
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