Source material

Introduction à l'aquaponie

1. Une brève histoire de la technologie aquaponique moderne

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Le concept d'utilisation des déchets fécaux et des excréments globaux des poissons pour fertiliser les plantes existe depuis des millénaires, les premières civilisations en Asie et en Amérique du Sud appliquant cette méthode. Grâce aux travaux de pionnier du New Alchemy Institute et d'autres institutions universitaires nord-américaines et européennes à la fin des années 1970, et à des recherches plus poussées au cours des décennies suivantes, cette forme de base de l'aquaponie a évolué vers les systèmes modernes de production alimentaire d'aujourd'hui. Avant les progrès technologiques des années 1980, la plupart des tentatives d'intégration de l'hydroponie et de l'aquaculture avaient un succès limité. Les années 1980 et 1990 ont vu des progrès dans la conception des systèmes, la biofiltration et l'identification des ratios optimaux entre poissons et plantes, ce qui a conduit à la création de systèmes fermés qui permettent le recyclage de l'eau et de l'accumulation d'éléments nutritifs pour la croissance des plantes. Dans ses premiers systèmes aquaponiques, la North Carolina State University (États-Unis d'Amérique) a démontré que la consommation d'eau dans les systèmes intégrés ne représentait que 5 % de celle utilisée en étang pour la culture du tilapia. Cette évolution, entre autres initiatives clés, a mis en évidence la pertinence des systèmes intégrés d'aquaculture et d'hydroponie pour l'élevage du poisson et la culture des légumes, en particulier dans les régions arides et pauvres en eau.

   Bien qu'elle soit utilisée depuis les années 1980, l'aquaponie reste une méthode relativement nouvelle de production alimentaire avec seulement un petit nombre de centres de recherche et de praticiens dans le monde entier avec une expérience aquaponique complète. James Rakocy a été un chef de file de l'industrie de la recherche et du développement grâce à ses travaux à l'Université des îles Vierges (États-Unis d'Amérique). Il a développé des ratios vitaux et des calculs afin de maximiser la production de poissons et de légumes tout en maintenant un écosystème équilibré. En Australie, Wilson Lennard a également produit des calculs clés et des plans de production pour d'autres types de systèmes. En Alberta, au Canada, des recherches menées par Nick Savidov sur une période de deux ans ont donné des résultats démontrant que les unités aquaponiques avaient une production significativement supérieure de tomates et de concombres lorsque certains niveaux clés d'éléments nutritifs étaient atteints. Mohammad Abdus Salam, de l'Université agricole du Bangladesh, a fait progresser le domaine de l'agriculture de subsistance à l'échelle de la maison avec l'aquaponie. Ces percées de recherche, ainsi que bien d'autres, ont ouvert la voie à divers groupes de praticiens et entreprises de soutien et de formation qui commencent à se développer dans le monde entier. Des lectures suggérées des œuvres clés en aquaponie sont fournies à la fin de cette publication.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec permission. *

2. Applicabilité de l'aquaponie

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Aquaponics combine deux des systèmes les plus productifs dans leurs domaines respectifs. Les systèmes aquacoles recirculants et hydroponiques ont connu une expansion généralisée dans le monde, non seulement pour leurs rendements plus élevés, mais aussi pour leur meilleure utilisation des terres et de l'eau, des méthodes plus simples de lutte contre la pollution, une meilleure gestion des facteurs de production, une meilleure qualité des produits et une meilleure alimentation sécurité (encadré 1). Cependant, l'aquaponie peut être trop compliquée et coûteuse, et nécessite un accès cohérent à certains intrants.

   L'aquaponie est une technique qui a sa place dans le contexte plus large de l'agriculture intensive durable, en particulier dans les applications familiales. Il offre des méthodes de production de légumes et de poissons favorables et collaboratives et peut cultiver des quantités substantielles de nourriture dans des endroits et des situations où l'agriculture basée sur le sol est difficile ou impossible. La durabilité de l'aquaponie tient compte de la dynamique environnementale, économique et sociale. Sur le plan économique, ces systèmes nécessitent des investissements initiaux substantiels, mais sont ensuite suivis de faibles coûts récurrents et de rendements combinés des poissons et des légumes. Environnementalement, l'aquaponie empêche les effluents d'aquaculture de s'échapper et de polluer le bassin versant. En même temps, l'aquaponie permet un meilleur contrôle de l'eau et de la production. Aquaponics ne repose pas sur des produits chimiques pour les engrais, ni sur la lutte contre les ravageurs ou les mauvaises herbes, ce qui rend les aliments plus sûrs contre les résidus potentiels. Sur le plan social, l'aquaponie peut améliorer la qualité de vie parce que la nourriture est cultivée localement et que des cultures adaptées à la culture peuvent être cultivées. Dans le même temps, l'aquaponie peut intégrer des stratégies de subsistance pour assurer la nourriture et des revenus modestes pour les ménages sans terre et pauvres. La production alimentaire nationale, l'accès aux marchés et l'acquisition de compétences sont des outils inestimables pour assurer l'autonomisation et l'émancipation des femmes dans les pays en développement, et l'aquaponie peut jeter les bases d'une croissance socioéconomique juste et durable. La protéine de poisson est un ajout précieux aux besoins alimentaires de nombreuses personnes, car les protéines font souvent défaut dans le jardinage à petite échelle.

   L'aquaponie est la plus appropriée lorsque les terres coûtent cher, que l'eau est rare et que le sol est pauvre. Les déserts et les zones arides, les îles sablonneuses et les jardins urbains sont les endroits les plus appropriés pour l'aquaponie parce qu'il utilise un minimum absolu d'eau. Il n'y a pas besoin de sol, et l'aquaponie évite les problèmes associés au compactage du sol, à la salinisation, à la pollution, aux maladies et à la fatigue. De même, l'aquaponie peut être utilisée dans des environnements urbains et périurbains où il n'y a pas ou très peu de terres disponibles, ce qui permet de cultiver des cultures denses sur de petits balcons, terrasses, à l'intérieur ou sur les toits.

   Cependant, cette technique peut être compliquée et les petites unités ne fourniront jamais toute la nourriture à une famille. Les systèmes aquaponiques coûtent cher ; le propriétaire doit installer un système aquacole complet et un système hydroponique, et c'est l'élément le plus important à considérer lors du démarrage d'un système aquaponique. De plus, une gestion réussie exige une connaissance holistique et un entretien quotidien des trois groupes distincts d'organismes concernés. La qualité de l'eau doit être mesurée et manipulée. Des compétences techniques sont nécessaires pour construire et installer les systèmes, en particulier dans le cas de la plomberie et du câblage. L'aquaponie peut être peu pratique et inutile dans les endroits où l'accès à la terre, le sol fertile, l'espace suffisant et l'eau disponible. Les communautés agricoles fortes peuvent trouver l'aquaponie trop compliquée lorsque la même nourriture peut être cultivée directement dans le sol. Dans ces cas, l'aquaponie peut devenir un passe-temps coûteux plutôt qu'un système de production alimentaire dédié. De plus, l'aquaponie nécessite un accès cohérent à certains intrants. L'électricité est nécessaire pour tous les systèmes aquaponiques décrits dans la présente publication, et des réseaux électriques peu fiables et/ou un coût élevé de l'électricité peuvent rendre l'aquaponie irréalisable dans certains endroits. Les aliments pour poissons doivent être achetés régulièrement, et il faut avoir accès aux semences de poisson et aux semences de plantes. Ces intrants peuvent être réduits (panneaux solaires, production d'aliments pour poissons, élevage des poissons et multiplication des plantes), mais ces tâches nécessitent des connaissances supplémentaires et ajoutent du temps à la gestion quotidienne, et elles peuvent être trop lourdes et fastidieuses pour un système à petite échelle.

   Cela dit, le système aquaponique de base fonctionne dans un large éventail de conditions, et les unités peuvent être conçues et mises à l'échelle pour répondre au niveau de compétence et d'intérêt de nombreux agriculteurs. Il existe une grande variété de modèles aquaponiques, allant de la haute technologie à la basse technologie, et de niveaux de prix élevés à raisonnables. Aquaponie est tout à fait adaptable peut être développé avec des matériaux locaux et des connaissances domestiques, et pour répondre aux conditions culturelles et environnementales locales. Il faudra toujours une personne dévouée et intéressée, ou un groupe de personnes, pour maintenir et gérer le système au quotidien. Des informations substantielles sur la formation sont disponibles dans des livres, des articles et des communautés en ligne, ainsi que dans des cours de formation, des agents de vulgarisation agricole et des consultations d'experts. Aquaponics est un système combiné, ce qui signifie que les coûts et les avantages sont amplifiés. Le succès est dérivé de la production locale, durable et intensive de poissons et de plantes et, éventuellement, ceux-ci pourraient être plus élevés que les deux composantes prises séparément, à condition que l'aquaponie soit utilisée dans des endroits appropriés tout en tenant compte de ses limites.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec la permission. *

3. Aquaculture

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   L'aquaculture est l'élevage en captivité et la production de poissons et d'autres espèces animales et végétales aquatiques dans des conditions contrôlées. De nombreuses espèces aquatiques ont été cultivées, en particulier les poissons, les crustacés et les mollusques, ainsi que les plantes aquatiques et les algues. Des méthodes de production aquacole ont été développées dans diverses régions du monde et ont donc été adaptées aux conditions environnementales et climatiques spécifiques de ces régions. Les quatre grandes catégories d'aquaculture comprennent les systèmes d'eau libre (p. ex., les cages, les longues lignes), l'élevage en étang, les voies de circulation fluviale et les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS). Dans une opération RAS (figure 1.4), l'eau est réutilisée pour le poisson après un processus de nettoyage et de filtrage. Bien qu'un RAS ne soit pas le système de production le moins cher en raison de ses investissements, de son énergie et de ses coûts de gestion plus élevés, il peut augmenter considérablement la productivité par unité de terre et constitue la technologie la plus efficace en matière d'économie d'eau dans la pisciculture. Un RAS est la méthode la plus applicable pour le développement de systèmes d'agriculture aquacole intégrés en raison de l'utilisation possible de sous-produits et des concentrations plus élevées d'éléments nutritifs dans l'eau pour la production de légumes. Aquaponics a été développé à partir de l'accumulation bénéfique de nutriments qui se produit dans les RAS et, par conséquent, est l'objet principal de ce manuel.

    

   L'aquaculture est une source de plus en plus importante de production mondiale de protéines. En fait, l'aquaculture représente près de la moitié des poissons consommés dans le monde, la production aquacole correspondant aux débarquements de capture pour la première fois en 2012. L'aquaculture a le potentiel de diminuer la pression exercée sur la pêche mondiale et de réduire considérablement l'empreinte de systèmes d'élevage terrestre moins durables en ce qui concerne l'approvisionnement humain en protéines animales. Toutefois, deux aspects de l'aquaculture peuvent être abordés pour améliorer la durabilité de cette technique agricole. Un problème majeur pour la durabilité de l'aquaculture est le traitement des eaux usées riches en nutriments, qui est un sous-produit de toutes les méthodes aquacoles mentionnées ci-dessus. Selon les réglementations environnementales établies par chaque pays, les agriculteurs doivent traiter ou éliminer les effluents, qui peuvent être à la fois coûteux et nocifs pour l'environnement. Sans traitement, la libération d'eau riche en éléments nutritifs peut entraîner une eutrophisation et une hypoxie dans le bassin versant et les zones côtières localisées, ainsi qu'une prolifération de macroalgues dans les récifs coralliens et d'autres perturbations écologiques et économiques. La culture de plantes dans le flux d'effluents est une méthode qui permet d'empêcher leur rejet dans l'environnement et d'obtenir des avantages économiques supplémentaires des cultures qui poussent avec des sous-produits sans coût grâce à l'irrigation, aux milieux humides artificiels et à d'autres techniques. Une autre préoccupation en matière de durabilité est que l'aquaculture est fortement tributaire de la farine de poisson comme aliment principal pour les poissons. Du point de vue de la conservation, il s'agit de s'acquitter d'une dette en contractant une autre dette, et les ingrédients alimentaires de remplacement constituent une considération importante pour l'avenir de l'aquaculture. La majeure partie de cette publication est consacrée à la réutilisation des effluents d'aquaculture comme produit à valeur ajoutée, tandis que les autres aliments pour poissons et leurs façons de contribuer à réduire l'empreinte aquacole sont abordés à la section 9.1.2.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec permission. *

4. Aquaponie

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   L'aquaponie est l'intégration de l'aquaculture en recirculation et de l'hydroponie dans un seul système de production. Dans une unité aquaponique, l'eau du bassin à poissons passe par les filtres, plante des lits, puis retourne au poisson (Figure 1.5). Dans les filtres, les déchets de poisson sont retirés de l'eau, d'abord à l'aide d'un filtre mécanique qui élimine les déchets solides, puis à l'aide d'un biofiltre qui traite les déchets dissous. Le biofiltre permet aux bactéries de convertir l'ammoniac, toxique pour les poissons, en nitrate, un nutriment plus accessible pour les plantes. Ce processus est appelé nitrification. Au fur et à mesure que l'eau (contenant du nitrate et d'autres éléments nutritifs) traverse les lits de plantes, les plantes absorbent ces nutriments, et finalement l'eau retourne dans le réservoir de poisson purifié. Ce processus permet aux poissons, aux plantes et aux bactéries de prospérer de façon symbiotique et de travailler ensemble pour créer un environnement de croissance sain pour l'autre, à condition que le système soit correctement équilibré.

   En aquaponie, les effluents d'aquaculture sont détournés à travers les lits des plantes et ne sont pas rejetés dans l'environnement, tandis que les nutriments des plantes proviennent d'une source durable, rentable et non chimique. Cette intégration élimine certains des facteurs non durables de l'exploitation de systèmes aquacoles et hydroponiques de façon indépendante. Au-delà des avantages découlant de cette intégration, l'aquaponie a montré que ses productions végétales et halieutiques sont comparables à celles de l'hydroponie et des systèmes d'aquaculture en recirculation. L'aquaponie peut être plus productive et économiquement réalisable dans certaines situations, en particulier lorsque la terre et l'eau sont limitées. Cependant, l'aquaponie est complexe et nécessite des coûts de démarrage importants. L'augmentation de la production doit compenser les coûts d'investissement plus élevés nécessaires à l'intégration des deux systèmes. Avant de s'engager dans un système important ou coûteux, un plan d'affaires complet tenant compte des aspects économiques, environnementaux, sociaux et logistiques devrait être mis en œuvre.

   Bien que la production de poissons et de légumes soit la production la plus visible des unités aquaponiques, il est essentiel de comprendre que l'aquaponie est la gestion d'un écosystème complet qui comprend trois grands groupes d'organismes : les poissons, les plantes et les bactéries.

    

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec permission. *

5. Applications actuelles de l'aquaponie

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   Cette dernière section traite brièvement de quelques-unes des principales applications de l'aquaponie observées dans le monde entier. Cette liste n'est pas exhaustive, mais plutôt une petite fenêtre sur les activités qui utilisent le concept aquaponique. L'annexe 6 contient des explications supplémentaires sur l'endroit où et dans quels contextes l'aquaponie est le plus applicable.

   Aquaponie domestique/à petite échelle

    

   Les unités aquaponiques d'une taille de réservoir de poissons d'environ 1 000 litres et d'une surface de croissance d'environ 3 m2 sont considérées comme de petite taille et conviennent à la production domestique pour un ménage familial (figure 1.6). Des unités de cette taille ont été testées et testées avec beaucoup de succès dans de nombreuses régions du monde. L'objectif principal de ces unités est la production alimentaire à des fins de subsistance et d'usage domestique, car de nombreuses unités peuvent avoir divers types de légumes et d'herbes en même temps. Au cours des cinq dernières années, des groupes, des sociétés et des forums aquaponiques se sont considérablement développés et ont servi à diffuser des conseils et des enseignements tirés sur ces petites unités.

   Aquaponie semi-commerciale et commerciale

    

   En raison du coût initial élevé et de l'expérience limitée de cette échelle, les systèmes aquaponiques commerciaux et/ou semi-commerciaux sont peu nombreux (figure 1.7). De nombreuses entreprises commerciales ont échoué parce que les bénéfices ne pouvaient pas répondre aux exigences du plan d'investissement initial. La plupart de ceux qui existent utilisent des pratiques de monoculture, généralement la production de laitue ou de basilic. Bien que de nombreux instituts universitaires aux États-Unis d'Amérique, en Europe et en Asie aient construit de grandes unités, la plupart ont été consacrés à la recherche universitaire plutôt qu'à la production alimentaire, et ne sont pas conçus pour concurrencer d'autres producteurs du secteur privé. Il existe plusieurs fermes prospères dans le monde entier. Un groupe d'experts à Hawaï (États-Unis d'Amérique) a créé un système commercial à part entière.

   Ils ont également pu obtenir une certification biologique pour leur unité, ce qui leur a permis de récolter un rendement financier plus élevé pour leur production. Une autre installation aquaponique à grande échelle et commercialement fructueuse est située à Newburgh, New York (États-Unis d'Amérique), et tire des profits grâce à de multiples sources de revenus provenant de diverses espèces de poissons et de légumes et à une stratégie de commercialisation réussie auprès des restaurants locaux, des épiceries, des aliments naturels et des agriculteurs marchés.

   Des plans d'affaires détaillés avec des études de marché approfondies sur les plantes et les poissons les plus lucratifs sur les marchés locaux et régionaux sont essentiels à toute entreprise réussie, tout comme l'expérience de l'aquaponie à petite échelle, de l'aquaculture commerciale et de l'hydroponie commerciale.

   Éducation

   Les petites unités aquaponiques sont défendues dans divers établissements d'enseignement, y compris les écoles primaires et secondaires, les collèges et les universités, les centres d'éducation spéciale et pour adultes, ainsi que les organisations communautaires (figure 1.8). L'aquaponie est utilisée comme moyen de combler le fossé entre la population générale et les techniques agricoles durables, y compris des activités durables cohérentes telles que la récolte des eaux de pluie, le recyclage des nutriments et la production d'aliments biologiques, qui peuvent être intégrées dans les plans de leçon. De plus, cette nature intégrée de l'aquaponie offre une expérience d'apprentissage pratique sur de nombreux sujets tels que l'anatomie et la physiologie, la biologie et la botanique, la physique et la chimie, ainsi que des études d'éthique, de cuisine et de durabilité générale.

    

   Aide humanitaire et interventions en matière de sécurité alimentaire

    

   Avec l'avènement de systèmes aquaponiques hautement efficaces, il y a eu un intérêt à découvrir comment le concept évolue dans les pays en développement. On peut voir des exemples d'initiatives aquaponiques à la Barbade, au Brésil, au Botswana, en Éthiopie, au Ghana, au Guatemala, en Haïti, en Inde, en Jamaïque, en Malaisie, au Mexique, au Nigéria, au Panama, aux Philippines, en Thaïlande et au Zimbabwe (figure 1.9). À première vue, il semble y avoir un volume considérable d'activités aquaponiques dans le domaine humanitaire. En outre, les petites unités aquaponiques font partie de certaines initiatives d'agriculture urbaine ou périurbaine, en particulier avec des organisations non gouvernementales et d'autres intervenants en matière de sécurité alimentaire et nutritionnelle urbaine, en raison de leur capacité d'être installées dans de nombreux paysages urbains différents. En particulier, l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) a mis à l'essai des petites unités aquaponiques sur les toits en Cisjordanie et dans la bande de Gaza, en réponse aux problèmes chroniques de sécurité alimentaire et nutritionnelle rencontrés dans la région (figure 1.10). À ce jour, ce projet pilote et son élargissement ultérieur sont l'un des exemples de plus en plus nombreux dans le monde où l'aquaponie est intégrée avec succès dans des interventions d'urgence de moyenne envergure en matière de sécurité alimentaire. Cependant, de nombreuses tentatives sont « ad hoc* » et opportunistes, conduisant dans de nombreux cas à des interventions autonomes et à faible impact ; il faut donc faire preuve de prudence lors de l'évaluation du succès de l'aquaponie humanitaire.

   Ces dernières années, il y a eu une recrudescence de conférences aquaponiques dans le monde entier. De plus, l'aquaponie fait de plus en plus partie des conférences sur l'aquaculture et l'hydroponie. Bon nombre de ces groupes soulignent les préoccupations soulevées par les chercheurs de différents horizons et spécialisations, les décideurs politiques et les intervenants afin de trouver des solutions durables pour assurer une croissance durable et assurer une production alimentaire accrue pour une population mondiale en croissance. Un groupe de personnes autour de l'autre Description générée automatiquement

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec la permission. *

6. Hydroponique et culture sans sol

   Original publication 2014 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2020-07-06 · Food and Agriculture Organization of the United Nations

   La culture sans sol est la méthode de culture des cultures agricoles sans l'utilisation du sol. Au lieu du sol, divers milieux de culture inertes, également appelés substrats, sont utilisés. Ces supports assurent le soutien de la plante et la rétention d'humidité. Des systèmes d'irrigation sont intégrés dans ces milieux, introduisant ainsi une solution nutritive dans les zones racinaires des plantes. Cette solution fournit tous les nutriments nécessaires à la croissance des plantes. La méthode la plus courante de culture sans sol est l'hydroponie, qui comprend la culture de plantes soit sur un substrat, soit dans un milieu aqueux à racines nues. Il existe de nombreuses conceptions de systèmes hydroponiques, chacun ayant un but différent, mais tous les systèmes partagent ces caractéristiques fondamentales (figure 1.3).

   L'agriculture sans sol a été utilisée pour réduire les ravageurs et les maladies transmises par le sol qui affectent les cultures de monoculture. L'hydroponie peut en fait lutter contre les ravageurs et les maladies transmis par le sol en évitant le contact entre les plantes et le sol, et parce que les milieux sans sol peuvent être stérilisés et réutilisés entre les cultures. Cette réutilisation des substrats répond aux exigences particulières de la production intensive. Certains substrats sont bien meilleurs que le sol, en particulier en termes de capacité de rétention d'eau et d'apport d'oxygène à la zone racinaire. Les agriculteurs ont également amélioré le rendement des plantes grâce à un contrôle accru de plusieurs facteurs cruciaux de la croissance des plantes. La disponibilité des nutriments aux racines des plantes est mieux manipulée, surveillée et contrôlée en temps réel, ce qui conduit à des productions quantitatives et qualitatives plus élevées. De plus, la plupart des méthodes de culture sans sol utilisent une fraction de l'eau nécessaire à la production traditionnelle basée sur le sol parce que la solution nutritive est recyclée.

    

   L'agriculture sans sol est l'un des principaux développements scientifiques, économiques et technologiques dans le domaine général de l'agriculture au cours des 200 dernières années. En général, mais de façon rédominante dans les pays développés dans les climats tempérés, la demande de cultures hors saison à forte valeur ajoutée a augmenté. Cela est dû en partie à l'amélioration généralisée du niveau de vie. Cette augmentation de la demande a conduit à l'expansion de nombreux types de systèmes de culture protégés afin de stimuler la capacité de production et de prolonger l'offre de cultures tout au long de l'année. Dans ces systèmes protégés, les cultures peuvent être cultivées dans le sol. Toutefois, pour rester compétitif par rapport à la production agricole en plein champ, l'intensité a dû augmenter afin de compenser les coûts de production plus élevés associés à l'agriculture à environnement contrôlé. Par conséquent, il y a eu un passage de la production de sol à la culture sans sol pour répondre aux besoins changeants de l'agriculture. Cette approche offre des solutions de rechange à la stérilisation des sols toxiques pour lutter contre les ravageurs et les agents pathogènes, et peut aider à surmonter les problèmes de fatigue des sols que les pratiques de monoculture ont engendrés.

   Au-delà de ses rendements significativement plus élevés que l'agriculture traditionnelle, l'agriculture sans sol est également importante en raison de son efficacité plus élevée en matière d'utilisation de l'eau et des engrais, ce qui fait de l'hydroponie la technique agricole la plus appropriée dans les régions arides ou là où la dispersion des éléments nutritifs est un problème pour les deux environnementales et économiques. Le décalage du sol fait de l'hydroponie une solution indispensable dans les zones où les terres arables ne sont pas disponibles. L'agriculture sans sol peut plutôt être développée dans les terres arides, dans les zones sujettes à la saline, ainsi que dans les environnements urbains et suburbains ou partout où la concurrence pour la terre et l'eau ou les conditions climatiques défavorables exigent l'adoption de systèmes de production intensifs. La productivité élevée pour le petit espace requis fait de l'agriculture sans sol une méthode intéressante pour la sécurité alimentaire ou pour le développement de la micro-agriculture avec zéro kilomètre alimentaire.

   En résumé, les quatre principales raisons pour lesquelles la culture sans sol est une pratique agricole en expansion sont les suivantes : diminution de la présence de maladies transmises par le sol et d'agents pathogènes en raison de conditions stériles ; amélioration des conditions de culture qui peuvent être manipulées pour répondre aux besoins optimaux des plantes conduisant à une augmentation des rendements ; augmentation des rendements l'efficacité de l'utilisation de l'eau et des engrais et la possibilité de développer l'agriculture là où des terres convenables ne sont pas disponibles. En plus de l'augmentation de la demande de produits sans produits chimiques et sans pesticides et de pratiques agricoles plus durables, des recherches approfondies ont été menées sur les méthodes biologiques et moins de sols. La section 6.1 traite plus en détail de ces différences.

   L'une des principales préoccupations concernant la durabilité de l'agriculture moderne est la dépendance totale à l'égard des engrais chimiques manufacturés pour produire des aliments. Ces éléments nutritifs peuvent être coûteux et difficiles à obtenir, et ils proviennent souvent de pratiques rigoureuses sur le plan environnemental qui représentent une contribution importante de toutes les émissions de dioxyde de carbone (CO2) provenant de l'agriculture. L'approvisionnement en bon nombre de ces éléments nutritifs essentiels est rapidement épuisé, avec des projections de pénuries mondiales au cours des prochaines décennies. L'hydroponique est beaucoup plus efficace en termes d'utilisation de l'eau et des nutriments que l'agriculture basée sur le sol, mais sa gestion est plus compliquée et nécessite un ensemble différent d'intrants, en particulier lors de l'installation. L'électricité est généralement nécessaire pour faire circuler ou oxygéner l'eau. Cependant, il n'a pas besoin de combustible pour labourer le sol, il n'a pas besoin d'énergie supplémentaire pour pomper des volumes beaucoup plus élevés d'eau pour l'irrigation ou pour contrôler le désherbage, et il ne perturbe pas la matière organique du sol par des pratiques agricoles intensives. Les coûts initiaux, les matériaux de construction et la dépendance à l'électricité et aux intrants constitueront également des limites importantes pour l'aquaponie, mais dans ce cas, le besoin d'engrais chimiques est complètement éliminé.

   *Source : Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture, 2014, Christopher Somerville, Moti Cohen, Edoardo Pantanella, Austin Stankus et Alessandro Lovatelli, production alimentaire aquaponique à petite échelle, http://www.fao.org/3/a-i4021e.pdf. Reproduit avec la permission. *