Les chercheurs du SRU visent la croissance des plantes toute l’année avec un système aquaponique

4 juin 2020

ROCK GLISSANT, Pennsylvanie. – Selon le Old Farmer’s Almanac, la période de quatre semaines pour planter de la laitue à Slippery Rock s’est terminée le 23 mai. Cependant, un groupe de recherche d’étudiants et de professeurs de l’Université Slippery Rock prévoit de faire pousser de la laitue et d’autres produits sur le campus toute l’année avec des rendements deux fois plus rapide que l’agriculture traditionnelle.

La méthode que les chercheurs utiliseront s’appelle l’aquaponie, un système intégré qui combine l’élevage de poissons, ou aquaculture, et la culture de plantes hors sol, ou hydroponie. Les variations de cette méthode de culture remontent à des siècles, mais ce n’est que ces dernières décennies que le terme « aquaponie » a été utilisé car les chercheurs en comprennent mieux la viabilité.

Bien que de nombreux systèmes aquaponiques soient à l’intérieur, dans des environnements à température contrôlée, SRU a tenté de développer un système extérieur en 2017. Cependant, l’installation au Macoskey Center for Sustainable Systems Education and Research de SRU a naturellement rencontré des revers.

« Parce que nous avons un système extérieur, nous devons le réinitialiser chaque année en raison des conditions météorologiques auxquelles nous sommes confrontés », a déclaré Shawn Davis, professeur adjoint de parcs, de conservation et de thérapie récréative, qui dirige la recherche en aquaponie au SRU. « Un système extérieur en Pennsylvanie est un peu délicat, nous devons donc nous demander : « Comment pouvons-nous le rendre aussi efficace que possible ? » (La météo) nous offre un défi intéressant.”

Il y a plusieurs raisons pour lesquelles le système de SRU est à l’extérieur. La première installation, dirigée par l’accélérateur d’entreprise durable de SRU, était destinée à refléter un système expérimental à l’Uganda Martyrs University en Afrique sur lequel les étudiants de l’UMU et de la SRU peuvent collaborer. Le système UMU a connu un grand succès en raison du climat chaud de l’Ouganda. Le système SRU est conçu pour fonctionner en boucle fermée, en utilisant la même eau mais sans dépendre de l’électricité provenant de sources externes pour le chauffage et le pompage de l’eau.

“Les pompes fonctionnent à l’énergie solaire, mais tout type d’unité de chauffage en hiver a besoin de plus d’électricité”, a déclaré Davis. “Notre objectif est d’avoir un système séparé qui fonctionne de manière autonome toute l’année.”

Le processus aquaponique est réalisé grâce à une relation symbiotique entre les poissons et les plantes dans des réservoirs séparés et adjacents. Les déchets de poisson sont pompés d’un réservoir pour fournir une source de nourriture organique aux plantes qui reposent sur des plateaux de confinement au-dessus d’un deuxième réservoir. Les plantes filtrent naturellement l’eau propre vers l’aquarium pour que les poissons prospèrent.

Le réservoir de l’usine à SRU mesure 16 pieds sur 4 pieds et 3 pieds de profondeur et 8 pieds sur 5 pieds et 2 pieds de profondeur pour l’aquarium, qui contient 400 gallons d’eau et jusqu’à 75 crapets. L’eau est pompée à travers un système de levage d’air à l’aide d’un panneau solaire de 200 watts à trois ampères par heure. Un abri temporaire a été construit au-dessus des réservoirs l’année dernière, ce qui a permis de tenter de cultiver de la laitue dans le froid, mais le rendement des cultures n’a pas pu correspondre au type de productivité rencontré par les chercheurs dont les résultats ont été publiés par l’Organisation pour l’alimentation et l’agriculture de les Nations Unies en 2014.

La recherche de la FAO a révélé que les rendements des plantes aquaponiques étaient deux fois plus rapides que l’agriculture traditionnelle et utilisaient 90 % moins d’eau. C’est pourquoi la méthode a été particulièrement utile en Ouganda où les sécheresses sont courantes.

L’été dernier, les chercheurs du SRU ont tenté de comparer l’aquaponie et l’agriculture traditionnelle.

“Le Macoskey Center est parfaitement situé pour essayer cela car nous avons des lits de jardin juste à côté d’un système aquaponique, alors nous avons dit:” Voyons si nous pouvons obtenir des résultats similaires ici “”, a déclaré Davis. “Nous avons trouvé le contraire des résultats (nous avons émis l’hypothèse). Le système aquaponique a fait beaucoup moins bien que le système agricole traditionnel.”

Le projet a rencontré des revers, notamment des températures saisonnières fluctuantes et un réservoir qui fuit qui a obligé les chercheurs à réinitialiser continuellement le système. Avec chaque remplacement d’eau, des nutriments précieux ont été perdus.

“Une fois qu’il est devenu un système établi, il n’a pas besoin d’être autant d’entretien jusqu’à ce que l’hiver arrive et nous devons recommencer à zéro”, a déclaré Josh Magyar, un étudiant en géographie junior d’Irwin, qui est un stagiaire du Macoskey Center et un des assistants de recherche.

“Nous avons tous appris que l’ouest de la Pennsylvanie n’est pas le climat idéal pour un système aquaponique en plein air”, a déclaré Paul Hedzik, un étudiant diplômé spécialisé en éducation environnementale de Freedom, qui est assistant de recherche ainsi qu’assistant diplômé au Macoskey Center. . “En été, il fonctionne bien grâce aux panneaux solaires, mais en hiver, nous avons beaucoup moins de soleil pour alimenter les pompes, et pour garder les poissons en vie, nous devons également mettre un chauffe-eau dans l’eau.”

Malgré les problèmes, les chercheurs sont ravis de revenir au projet et de faire des adaptations lorsque l’accès au campus reprendra suite à l’assouplissement des restrictions de sécurité en raison de la pandémie de coronavirus.

“C’est plus amusant pour moi de jardiner de cette façon parce que vous apprenez et trouvez toujours des moyens d’obtenir de meilleurs résultats”, a déclaré Magyar. “Même si cela ne s’est pas déroulé comme nous le pensions à l’origine, cela nous a beaucoup appris sur le système.”

Magyar est tellement fasciné par l’aquaponie qu’il a créé son propre système d’intérieur à petite échelle avec un aquarium de 10 gallons avec des poissons rouges et des ménés pour faire pousser des micro-pousses. Il a même créé des systèmes avec des configurations aussi simples qu’un seul poisson dans un bocal Mason.

Davis, Hedzik et Magyar ont travaillé sur le système à plus grande échelle l’été dernier grâce à une subvention de recherche étudiant-faculté de 1 600 $ du Collège de la santé, de l’ingénierie et des sciences de la SRU. Une partie de la subvention a payé pour l’équipement, y compris ce qu’ils espèrent être la réponse à un problème déjà connu l’été dernier : la météo. Cet automne, il est prévu d’installer une « hoop house », qui est une structure de serre temporaire, qui enfermera le système aquaponique existant.

Ils ajouteront quatre lits de compostage de vermiculture à l’intérieur de la maison cerceau pour générer de la chaleur naturelle, mais ils auront toujours besoin de sources de chauffage solaires supplémentaires.

“Les lits de compost et certaines unités de chauffage dans l’approvisionnement en eau couvert dans la maison de cerceau devraient aider à garder les poissons en vie toute l’année”, a déclaré Davis. “Et ce qui est bien avec ces unités de compostage, c’est qu’elles produiront des vers, puis ces vers pourront être utilisés pour nourrir les poissons. Cela aidera à boucler encore plus la boucle et à la rendre plus efficace et durable.”

Pour en savoir plus sur le Macoskey Center, visitez la page Web du centre.

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