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Fertilisation : rapport de Redfield  (Lu 13858 fois)

Kookaburra

  • Messages: 5961
  • Houba, Houba !!!
Salut tlm,

Voici la formulation "scientifique" du fameux rapport empirique de "10/1" pour les NO3 et les PO4 :

Rapport de Redfield


http://home.scarlet.be/fafa68/fonctionnements_naturels.htm

Le rapport de Redfield exprime le rapport d'équilibre entre les nutriments de la matière organique photosynthétique qui doit être égal à :

C/N/P = 106/16/1
Citation


 ;-)

Sof56

  • Messages: 200
Merci Kooka

Mais pour dire vrai, le rapport de RedField me parle très peu, si nous devions exprimer ce rapport en valeurs brutes, qu'en serais t'il ?

Qui ose gagne !

Kookaburra

  • Messages: 5961
  • Houba, Houba !!!
En pratique, cela correspond à peu de choses près au fameux rapport empirique de 1/10 entre les NO3 et les PO4 ... ;)

Guillaume

  • Messages: 1518
kooka tu peux résumer le tout à la portée de tous stp ?


Merci, oui je suis pas intelligent mdr ^^ (ou fainéant...lol)

héhé Merci
 C'est bien d'être sympa mais cela profite aux gens qui ne le sont pas

Kookaburra

  • Messages: 5961
  • Houba, Houba !!!
Désolé, mais je n'ai rien à résumer, je ne fais que reporter ici ce que j'ai lu sur le web  :-D

Pour plus de détails sur ce rapport et ce qu'il implique, fais comme les autres : google  :sifflets:

 ;-)

Guillaume

  • Messages: 1518
bon bah tant pis  :fessee:
 C'est bien d'être sympa mais cela profite aux gens qui ne le sont pas

christophe

  • Messages: 596
Kooka : tu ne serais pas passer sur Floraquatic toi dernièrement :D ?

philippe2

  • Animateur
  • Messages: 3189
Salut,

Dans le rapport de Redfield, on raisonne en moles ou en atomes.
Donc 16 moles de N pour 1 mole de P.
à peu de chose près :
1 mole de N, c'est 14,01g
1 mole de P, c'est 30,97g

1 mole de N est contenue dans une mole de NO3, qui pèse 62,01g. Il en faut 16, soit 992,16g, pour une de PO4, soit 94,97g. Donc, effectivement un rapport proche de 10. Un rapport de 16 atomes de N pour 1 de P, cela se traduit par environ 10 fois plus de NO3 que de PO4, si on veut respecter le fameux rapport de 16/1 du rapport de Redfield.

Il n'y a pas de question bête.

A+,

Philippe.

gwydion

  • Messages: 88
 :up: Bravo , clair et efficace  :merci:
Durs sont les rêves , mais éternels sont les chemins qui mènent à eux .

Kookaburra

  • Messages: 5961
  • Houba, Houba !!!
Kooka : tu ne serais pas passer sur Floraquatic toi dernièrement :D ?

Mais non, mais non  :sifflets:
 ;-)

philippe2

  • Animateur
  • Messages: 3189
Suite à discussion avec q.dm hier, à propos du rapport de Redfield et des tests

Voilà ce que cela donne cette réflexion :

106, 16, et 1 s’appliquent respectivement aux atomes ou moles de C, N et P indépendamment de leur association avec d’autres éléments tels que O(x), H(x) etc. Par exemple que N soit associé à O comme NO2 ou NO3, ou avec H comme NH3 – NH4  ne change rien à l’équation. De même que C soit sous forme de CO2 ou HCO3, vis-à-vis de cette équation cela ne change rien, même si on peut déjà se poser la question en écrivant cela de l’assimilation plus ou moins facile  de N ou C suivant les formes que j’évoque (et de même pour P).

Donc, on reprend.

Pour C comme pour N et P, ce sont bien les nombres de moles de ces éléments qui donnent le rapport 106, 16 et 1.
En nombre de moles :
C=106
N=16
P=1

En masse, avec les masses molaires de ces éléments non associés (par ex C pur et non CO2, N pur et non NO3, etc.), on a avec entre parenthèses les masses molaires :
En masse :
C=106 x (12,01g)=1273,06g
N= 16 x (14,01g) = 224,16g
P=   1x (30,97g) = 30,97g

Jusque là on est dans les équations avec C, N, et P en tant qu’élément purs (non associés). Or, ce que l’on peut « balancer » dans nos bacs, est associé sous forme stable avec d’autres éléments, par ex CO2 (mais aussi H(2) CO3 carbonates), KNO3 et KH2PO4, ces deux derniers étant des formes commerciales courantes utilisés en aquariophilie et en culture hydroponique. Les NO3 et PO4 étant aussi les formes minéralisées des déchets du métabolisme des poissons, apportés de façon indirecte via la nourriture.
On va rester simple en admettant qu’il n’y ait qu’une variante possible par élément C N et P ajoutés, soit CO2, KNO3 et KH2PO4, avec comme moyen d’évaluation des concentrations les tests courants en aquarium, soit respectivement CO2, NO3 et PO4.
Pour le CO2, comme il est considéré comme dosé correctement en compensant juste la consommation des plantes, on peut un peu fermer les yeux sur sa transformation en carbonates ou sa présence sous forme dissoute, le bilan vis-à-vis de la consommation des plantes sous forme de CO2 ou HCO3 étant à l’équilibre ou supposé tel dans le bac (pH mesuré à la même heure identique d’un jour à l’autre, etc.).
Cela va donc donner, respectivement, en masse à apporter en respectant le rapport de Redfield (masses molaires entre parenthèses), les valeurs entre crochets étant celles des éléments « testables », arrondies au gramme :
CO2=106 x (44,01g) = 4665g dont 1273,06g de C soit 106 moles [donc 4665g de CO2].
KNO3=16 x (101,1g) = 1617g dont 224,16g de N soit 16 moles [dont 992g de NO3].
KH2PO4 = 1 x (136,1g) = 136,1g dont 30,97g de P soit 1 mole [dont 95g de PO4].

Avec lesquels il sera aussi apporté au passage 17 moles de potassium (K comme kalium), soit 665g, le fameux K étant celui des engrais NPK…

J’espère que c’est clair jusque là, j’ai raisonné étape par étape. En résumé, on peut écrire en synthèse que le rapport de Redfield C, N et P  peut se traduire en CO2, NO3 et PO4 de la façon suivante :
106 C => 4665g de CO2
16 N => 993g de NO3
1P => 95g de PO4

En simplifiant tout cela (division par 95), on a PO4=1,  NO3=10,45 et CO2 =49,1. Si on ne veut pas trop se charger la tête avec des chiffres après la virgule difficiles à retenir et dans l’incertitude de nos tests, on peut dire qu’on est à peu près à PO4=1,  NO3=10 et CO2 =50 et accessoirement K=7.

Ce qui traduit dans un bac, pourrait donner PO4=1mg/l, NO3=10mg/l, et CO2=50mg/l, aussi bien que PO4=0,5mg/l, NO3=5mg/l et CO2=25mg/l ou toutes autres valeurs multiples ou sous multiples, et ceci sans facteur limitant a priori. Cela met en évidence quand même que le CO2 contenu à des valeurs « raisonnable » inférieur à 30mg par litre devient un facteur limitant pour une eau qui contiendrait plus de 6mg/l de NO3.

Ce qui est assez rigolo, en ayant refait pour la première fois après Quentin ce calcul complet en intégrant le CO2, c’est le taux relativement modeste de NO3 auquel on arrive..

Voili voilou,

A+,

Philippe.

genron

  • Messages: 3015
Alé op un déterrage sauvage qu'il est beau !

Après plusieurs semaines à me casser la tête voila que je trouve sur le fofo une explication claire et détaillé de ce fameux rapport, au passage, bravo philippe2 pour la didactique  :merci:

Si je te suis bien, CO2 mis à part, le rapport de redfield 10/1/7 en  NO3- / PO4- / K+ ne tient compte pour l'ion potassium uniquement de l'apport provenant de KNO3  et  KH2PO4 c'est bien ca ?

Or dans nos bacs, un tel rapport est-il viable à long terme, si je prend l'exemple de la méthode PPS-pro, le rapport se rapproche de 12 / 1 / 13  ce qui laisse supposer que le potassium provenant uniquement de KNO3 et KH2PO4 est insuffisant d'ou l'apport en K2SO4   et je m'interroge aussi sur le fait d'avoir un rapport NO3- / PO4- de 12 / 1  et non de 10/1 comme préconisé plus haut


Genron perplexe
C'est quand on sait d'où l'on vient qu'on peut savoir où on va.

tilho

  • Messages: 961
Après plusieurs semaines à me casser la tête voila que je trouve sur le fofo une explication claire et détaillé de ce fameux rapport, au passage, bravo philippe2 pour la didactique  :merci:
Heureusement que je suis là  :rire:
Si je te suis bien, CO2 mis à part, le rapport de redfield 10/1/7 en  NO3- / PO4- / K+ ne tient compte pour l'ion potassium uniquement de l'apport provenant de KNO3  et  KH2PO4 c'est bien ca ?
Mais non !
C'est la conso des plantes, tout simplement ! Que ce soir KH2PO4, K2SO4, KNO3, HNO3... tout ! Peut importe !
Ce serait le ratio a atteindre avec les poudres. Bien que ce soit différent suivant chaque bac.

genron

  • Messages: 3015
C'est la conso des plantes, tout simplement ! Que ce soir KH2PO4, K2SO4, KNO3, HNO3... tout ! Peut importe !
tilho

Ah non je ne suis pas d'accord puisque le ratio originel est 16/1 pour l'élément pur N/P et c'est justement en tenant compte de la masse molaire de NO3- et PO4- qu'on tombe sur 10/1


16 N => 993g de NO3
1P => 95g de PO4

En simplifiant tout cela (division par 95), on a PO4=1,  NO3=10,45 et CO2 =49,1. Si on ne veut pas trop se charger la tête avec des chiffres après la virgule difficiles à retenir et dans l’incertitude de nos tests, on peut dire qu’on est à peu près à PO4=1,  NO3=10 et CO2 =50 et accessoirement K=7.
philippe2
C'est quand on sait d'où l'on vient qu'on peut savoir où on va.

tilho

  • Messages: 961
Ah non je ne suis pas d'accord puisque le ratio originel est 16/1 pour l'élément pur N/P et c'est justement en tenant compte de la masse molaire de NO3- et PO4- qu'on tombe sur 10/1


Oui mais dans tous les cas on s'occupe de NO3, PO4 et K+, quelque soit l'engrais utilisé (KH2PO4, KNO3 et compagnie)

genron

  • Messages: 3015
Post entièrement relu et calculs à l'appuie je pense que tu te trompes :

d'accord avec toi le ratio 10.4 / 1  en NO3- / PO4- est indépendant de la substance introduite et découle du rapport de redfield

Par contre il n'est nullement question du K

Or, habituellement en aquario et dans beaucoup d'engrais, NO3- se trouve sous la forme KNO3 et PO4- sous la forme KH2PO4
Il découle de la dissolution de ces sels la libération de K :

10.4mg de NO3- d'ou n=10.4/62 = 0.167 mol
1mg de PO4 d'ou n = 1/95 = 0.0105 mol

Mais comme NO3 provient de KNO3, il y a eu donc aussi 0.167mol de K libéré
Et comme PO4 provient de KH2PO4, il y a donc eu aussi 0.0105 mol de K libéré

n[K] total = 0.167+0.0105 = 0.178 mol

Et on en déduit m(K) = 0.178  * 39 = 6.95   soit approximativement 7   CQFD   :)
C'est quand on sait d'où l'on vient qu'on peut savoir où on va.

tilho

  • Messages: 961
Okay effectivement  :merci:

syages

  • Messages: 17
je ressort ce super topic car les explications sont excellentes .

Suite à discussion avec q.dm hier, à propos du rapport de Redfield et des tests

Voilà ce que cela donne cette réflexion :

106, 16, et 1 s’appliquent respectivement aux atomes ou moles de C, N et P indépendamment de leur association avec d’autres éléments tels que O(x), H(x) etc. Par exemple que N soit associé à O comme NO2 ou NO3, ou avec H comme NH3 – NH4  ne change rien à l’équation. De même que C soit sous forme de CO2 ou HCO3, vis-à-vis de cette équation cela ne change rien, même si on peut déjà se poser la question en écrivant cela de l’assimilation plus ou moins facile  de N ou C suivant les formes que j’évoque (et de même pour P).

Donc, on reprend.

Pour C comme pour N et P, ce sont bien les nombres de moles de ces éléments qui donnent le rapport 106, 16 et 1.
En nombre de moles :
C=106
N=16
P=1

En masse, avec les masses molaires de ces éléments non associés (par ex C pur et non CO2, N pur et non NO3, etc.), on a avec entre parenthèses les masses molaires :
En masse :
C=106 x (12,01g)=1273,06g
N= 16 x (14,01g) = 224,16g
P=   1x (30,97g) = 30,97g

Jusque là on est dans les équations avec C, N, et P en tant qu’élément purs (non associés). Or, ce que l’on peut « balancer » dans nos bacs, est associé sous forme stable avec d’autres éléments, par ex CO2 (mais aussi H(2) CO3 carbonates), KNO3 et KH2PO4, ces deux derniers étant des formes commerciales courantes utilisés en aquariophilie et en culture hydroponique. Les NO3 et PO4 étant aussi les formes minéralisées des déchets du métabolisme des poissons, apportés de façon indirecte via la nourriture.
On va rester simple en admettant qu’il n’y ait qu’une variante possible par élément C N et P ajoutés, soit CO2, KNO3 et KH2PO4, avec comme moyen d’évaluation des concentrations les tests courants en aquarium, soit respectivement CO2, NO3 et PO4.
Pour le CO2, comme il est considéré comme dosé correctement en compensant juste la consommation des plantes, on peut un peu fermer les yeux sur sa transformation en carbonates ou sa présence sous forme dissoute, le bilan vis-à-vis de la consommation des plantes sous forme de CO2 ou HCO3 étant à l’équilibre ou supposé tel dans le bac (pH mesuré à la même heure identique d’un jour à l’autre, etc.).
Cela va donc donner, respectivement, en masse à apporter en respectant le rapport de Redfield (masses molaires entre parenthèses), les valeurs entre crochets étant celles des éléments « testables », arrondies au gramme :
CO2=106 x (44,01g) = 4665g dont 1273,06g de C soit 106 moles [donc 4665g de CO2].
KNO3=16 x (101,1g) = 1617g dont 224,16g de N soit 16 moles [dont 992g de NO3].
KH2PO4 = 1 x (136,1g) = 136,1g dont 30,97g de P soit 1 mole [dont 95g de PO4].

Avec lesquels il sera aussi apporté au passage 17 moles de potassium (K comme kalium), soit 665g, le fameux K étant celui des engrais NPK…

J’espère que c’est clair jusque là, j’ai raisonné étape par étape. En résumé, on peut écrire en synthèse que le rapport de Redfield C, N et P  peut se traduire en CO2, NO3 et PO4 de la façon suivante :
106 C => 4665g de CO2
16 N => 993g de NO3
1P => 95g de PO4

En simplifiant tout cela (division par 95), on a PO4=1,  NO3=10,45 et CO2 =49,1. Si on ne veut pas trop se charger la tête avec des chiffres après la virgule difficiles à retenir et dans l’incertitude de nos tests, on peut dire qu’on est à peu près à PO4=1,  NO3=10 et CO2 =50 et accessoirement K=7.

Ce qui traduit dans un bac, pourrait donner PO4=1mg/l, NO3=10mg/l, et CO2=50mg/l, aussi bien que PO4=0,5mg/l, NO3=5mg/l et CO2=25mg/l ou toutes autres valeurs multiples ou sous multiples, et ceci sans facteur limitant a priori. Cela met en évidence quand même que le CO2 contenu à des valeurs « raisonnable » inférieur à 30mg par litre devient un facteur limitant pour une eau qui contiendrait plus de 6mg/l de NO3.

Ce qui est assez rigolo, en ayant refait pour la première fois après Quentin ce calcul complet en intégrant le CO2, c’est le taux relativement modeste de NO3 auquel on arrive..

Voili voilou,

A+,

Philippe.


Si le facteur limitant de mon bac est le CO2 a 25-30mg/l , car j'ai aussi des crevettes et des poissons .
Je vise donc une concentration de 5mg/l de NO3 et de 0.5mg/l de PO4 .

Quelle serait la concentration idéale de potassium K+ ?
 
Quelle serait le mélange de poudres de  KNO3 et de  KH2PO4 pour avoir un rapport de 1/10 en PO4 et NO3 et de l'apport de K2SO4 en fonction de la réponse a ma première question sachant que les deux premiers éléments en apporte deja ?

merci beaucoup de votre aide car je suis un peu perdu dans les calculs de masse molaire et concentration.



Lio

  • Admin.
  • Messages: 1138
BRavo, je trouve ce topic super intéressant  :up:

Pour rejoindre la question de syages, ca devient délicat de doser correctement les poudres du commerce en suivant le ration 10/1 et qui induit ce potassium avec un ration de /7, car j'imagine que comme le reste, le potassium doit rester entre certaines valeurs ou suivre un certain ratio non ?

Idem pour le K2So4 pourquoi en apporter autant (dans la méthode pps-pro), donc K2SO4 = 174.2592 g/mol

philippe2

  • Animateur
  • Messages: 3189
Bonjour,

Je me permets de remonter ce vieux fil.

Bien cordialement,

Adam

  • Modosaurus
  • Messages: 7439
  • Taliban de l'aquariophilie
Merci Philippe.
Et je "lépingle", pour ne pas qu'il redescende.

karde

  • Messages: 211
Sujet intéressant en effet, mais il n'y a pas des gros raccourcis de faits?
Le rapport de Redfield concerne l'eau de mer, si je ne me trompe pas, et plus précisement la composition du phytoplancton (dont nos amies les cyanobactéries et les diatomées...).
Comparer des organismes certes végétaux, mais unicellulaires et marins avec des organismes complexes d'eau douce me parait hasardeux! Surtout qu'on néglige un peu rapidement sous quelle forme ces éléments sont disponibles. L'erreur est déjà faite avec le cycle de l'azote des plantes terrestres appliqué à la va-vite à l'eau douce et la majorité des aquariophiles est persuadée que les plantes aquatiques vont chercher l'azote dans les nitrates, faudrait pas qu'ils croient que
C=CO2
N=nitrates
P=phosphates

Bref, je dirais "à prendre avec des pincettes"!!!
 

philippe2

  • Animateur
  • Messages: 3189
Bonjour,

Oui, avec des pincettes. C'était plus je pense du domaine de l'amusement pour ces échanges qu'une vérité scientifique. Cela peut d'ailleurs être une conclusion pour ce fil.

Pour C dans CO2, ainsi que N dans NO3, P dans PO4 etc.. je m'étais amusé précédemment avec les simples formules de chimie (ou Ox) avait été extrait, pour ne parler que de C, N, P.

Au delà même de ces équations basiques de chimie, on ne sait pas affecter des coefficients d'assimilation suivant les associations. Par exemple, quand on parle de C : CO2 dissout (libre) ou sous forme de bicarbonate HCO3, lequel est-il le plus assimilable ? Probablement le CO2, mais alors avec quel coefficient relatif ?

On ne parle pas non plus dans ce rapport de Redfield du rôle du potassium K.

Et oui, comparer les ratios C N et P d'organismes unicellulaires marins en analyse "post mortem" et celui des plantes supérieures d'eau douce est gonflé. D'autant qu'une analyse chimique sur une cellule morte n'apporte rien sur les "flux" de nutriments nécessaires dans la colonne d'eau pour arriver à ce résultat sur la cellule vivante.

Là objectivement tu as raison.

Il y a des choses qui relèvent de la thèse, ce qui n'est pas dans nos moyens.

Bien cordialement,



La réalité est certainement beaucoup plus complexe.

Donc restons modestes...


karde

  • Messages: 211
Bonjour,

Oui, avec des pincettes. C'était plus je pense du domaine de l'amusement pour ces échanges qu'une vérité scientifique. Cela peut d'ailleurs être une conclusion pour ce fil.
[...]

La réalité est certainement beaucoup plus complexe.

Donc restons modestes...

C'est exactement comme cela que je l'ai pris, mais à vouloir être trop concis on peut paraître péremptoire... Désolé si tu as cru que je venais jouer le prof prétentieux, ce n'était pas mon intension. Surtout que tu as très bien décris ce rapport dans un de tes posts.
Je trouve très intéressantes ce genre de discussions, surtout quand on est pas d'accord!!!

Je reviens donc sur le fait que le rapport concerne le phytoplancton, un organisme unicellulaire qui s'adonne à la photosynthèse... Éloigné donc des plantes "évoluées", mais pas des algues! S'ingénier à maintenir un tel rapport dans un petit volume ne favoriserait pas ces dernières?




philippe2

  • Animateur
  • Messages: 3189
Bonsoir,

La question de savoir si cela va favoriser les algues, avec ce fameux (j'était en train de penser "fumeux") rapport de Redfield, en fait je n'en sais rien.

La stabilité d'un bac, qui favorise les plantes supérieures, au détriment des algues vertes en suspension, des "cornes de cerf", des filamenteuses etc... cela reste pour moi un peu un mystère pour le pourquoi.

Bien cordialement,