Magnésium
dans l'aquarium récital
par Ernst Pawlowsky
Pour la première fois est décrite la relation entre teneur en magnésium, croissance des algues calcaires roses et des coraux ainsi que la teneur en phosphate.
Chers lecteurs avez-vous souvenir d'avoir lu quelque chose dans le passé conœrnant le magnésium dans les revues de langue allemande (NDLR. : cela ne doit pas être mieux dans les revues françaises). Moi, pas. Le magnésium est pourtant le composant le plus important de l'eau de mer avec 1300 milligrammes par litre après le sel de cuisine (chlorure de sodium).
Même
dans les livres récemment parus au cours des dernières années le magnésium
n'est pas ou à peine abordé: Fossâ & Nilsen (1992) n'en parlent absolument
pas dans leur chapitre " Wasser für das Korallenriff-Aquarium", tout comme
Adey & Loveland (1991). Delbeek & Sprung (1194) parlent très rapidement
du magnésium comme composant des pierres récifales et des squelettes d'organismes
sécrétant du calcaire, mais n'approfondissent pas le sujet. Chez Baensch
& Debelius (1992) le magnésium est présenté avec les oligo-éléments comme
le fer et le cobalt, qui ne sont requis qu'en faibles ou très faibles
quantités et qui sont pour la plupart apportés en quantité suffisante
par la nourriture.
Je ne dispose que de quelques magazines américains, mais ceux-ci parlent
toujours d'un seul des effets du magnésium, sur lequel je reviendrai.
Il est
vraisemblable que par le passé, on n'a pas prêté attention au magnésium
parce qu'il n'existait pas de test magnésium. Et ce qui ne peut pas être
mesuré par les aquariophiles n'est pas pris en considération, aussi longtemps
que personne ne donne une reœtte prête à l'emploi et un dosage complet
- comme par exemple pour le strontium, qui est régulièrement utilisé à
Berlin depuis les années 80 (Stüber, communication personnelle).
C'est un hasard qui m'a amené à m'intéresser au magnésium (symbole chimique:
Mg) en aquariophilie récifale. Il fait partie du groupe des métaux alcalino-terreux
bivalents, auxquels appartiennent aussi le calcium, le strontium et le
baryum, qui entre temps sont ajoutés aux aquariums récifaux eu égard à
la synthèse du calcaire des coraux. Le magnésium est le plus léger de
ces quatre éléments. Etant donné que j'ai accumulé des résultats au cours
de deux années d'expérimentation avec l'addition de magnésium, je voudrai
en communiquer les effets observés, surtout qu'ils sont suffisants. Ainsi
d'autres aquariophiles marins peuvent entreprendre des essais correspondants,
afin de collecter des expériences sur une base élargie et d'aboutir au
fil du temps à une meilleure connaissanœ du magnésium dans l'aquariophilie
récifale.
Lors
de l'adjonction de magnésium on peut observer quatre effets:
1.Amélioration de la croissanœ des algues calcaires roses;
2.Meilleure fixation des phosphates;
3.Meilleure croissance générale des invertébrés et des algues;
4.Meilleure solubilité du calcium dans l'eau de mer.Ce point a déjà été
discuté par le passé dans la presse professionnelle américaine.
Magnésium
et algues calcaires roses
C'est à cause de la croissanœ déficiente des algues calcaires roses dans
mon aquarium récifal que je suis arrivé à m'intéresser au calcium. Bien
que je reminéralisait en permanence mon bac récifal soit à l'aide d'un
réacteur à calcaire (Hebbinghaus, 1994) soit selon la méthode du chlorure
de calcium/hydrogénocarbonate de sodium (CaCI2/NaHCO3
- Na2CO3 - Balling 1994 ; Pawlowsky 1994), que les
coraux durs croissaient et que la teneur en phosphates de l'eau était
très faible, les algues calcaires rose prospéraient avec parcimonie ou
pas du tout.
![]() |
©
Croquis : Henri Hornecker
|
Il n'en
a pas toujours été ainsi. Jusqu'à mon déménagement en 1995 de Bad Aibling
en Haute Bavière à Ibbenbüren dans le Münsterland la croissanœ de mes
algues corallines avait toujours été satisfaisante. A la recherche de
causes possibles pour le manque de croissance des algues calcaires roses
j'ai trouvé, dans la littérature aimablement mise à ma disposition par
H. W. Balling, le renseignement décisif chez Milliman (1974).
Alors que dans les squelettes de coraux durs il y a à peine stockage de
magnésium, il en va tout autrement chez les algues calcaires roses. Chez
celles- ci la part du magnésium atteint 10 à 20% de la teneur en calcium.
Le matériau axial des gorgones contient également une importante part
de magnésium. Ces renseignements m'ont clairement démontré que le magnésium
peut être en partie incorporé dans le calcaire en quantité considérable.
Les méthodes courantes de reminéralisation Kalkwasser (Wilkens, 1973),
réacteur à calcaire avec un remplissage de sable de corail et la méthode
du chlorure de calcium/hydrogénocarbonate de sodium ainsi que l'adjonction
d'oligo-éléments favorisant la synthèse du calcaire comme le strontium,
le baryum, le fluor et autres (Balling 1966) se sont toutefois toutes
orientées selon les besoins des coraux durs. En considérant maintenant
que les calcaires formés dans l'aquarium, élaborés par des organismes
ou précipités par sursaturation, incorporent du magnésium (Milliman 1974),
que par réminéralisation uniquement du calcium mais pas de magnésium n'est
complémenté, cela doit peu à peu mener à un appauvrissement en magnésium.
J'ai trouvé plus tard la preuve d'un tel appauvrissement chez Wickins
& Helm (1981). Ils décrivent comment dans une culture de crevettes (Penaeus
merguiensis) la quantité de magnésium est tombée en l'espace de quatre
mois de 1140 à 680 milligrammes par litre, bien que chaque semaine un
changement d'eau de 30% avec de l'eau de mer naturelle filtrée est effectué.
En fonction de ces considérations je me suis immédiatement procuré du
magnésium et je l'ai ajouté en complément de la reminéralisation permanente.
Le résultat ne s'est pas fait attendre. Au bout de quelques jours déjà
les bords des quelques restes d'algues calcaires roses ont lentement commencé
à croître. Ceci a prouvé que mes réflexions pouvaient être exactes. j'ai
aussi compris pourquoi les algues calcaires roses poussaient à mon ancien
lieu d'habitation: j'y utilisais de l'eau de conduite non traitée affichant
une dureté totale plus élevée. Même si je ne connais pas la quantité de
magnésium, on peut là bas dans les Préalpes compter avec une part de magnésium
conséquente dans la dureté totale.
A Ibbenbüren, je n'utilise que de l'eau provenant d'un osmoseur, étant
donné que je veux éviter des problèmes de phosphates et de silicates.
Ainsi la teneur en magnésium a-t'elle à la rigueur été améliorée par des
changements d'eau (voir plus loin). Cette situation a mené à un affaiblissement
de la croissanœ des algues calcaires roses. Rendu attentif, j'ai pu observer
chez de nombreux aquariophiles et commerçants que la croissance des algues
calcaires roses dans des bacs à la dureté reminéralisée était parfois
faible ou faisait complètement défaut. Un commerçant s'étonnait particulièrement
que dans un bac à la dureté reminéralisée selon la méthode chlorure de
calcium/hydrogénocarbonate de sodium la croissance d'algues calcaires
roses faisait complètement défaut tandis que dans son bac de vente contenant
des coraux cuirs et des coraux mous dont la dureté de l'eau n'a pas été
reminéralisée, les algues calcaires roses poussaient bien. Là encore il
faut chercher la cause dans une carenœ en magnésium de l'eau à la dureté
reminéralisée, alors que l'eau du bac des coraux cuirs présentait la composition
initiale en calcium/magnésium du sel marin utilisé.
Jusqu'en 1994, on a surtout utilisé du Kalkwasser pour la reminéralisation
des bacs récifaux; ce n'est qu'après que d'autres méthodes s'imposent.
Lorsque le Kalkwasser est réalisé à partir d'hydroxyde de calcium chimiquement
pur (Ca(OH)2) il n'y a pas d'apport de magnésium dans les aquariums.
Néanmoins il existait des aquariums qui fonctionnaient avec de l'eau osmosée
(pas de source de magnésium) utilisée pour la préparation du Kalkwasser
et qui pourtant présentaient une très bonne croissance des algues calcaires
roses. Probablement que l'hydroxyde de calcium ou la chaux éteinte (CaO)
bon marché, utilisé à cet effet n'était pas chimiquement aussi pur mais
contenait aussi suffisamment de magnésium. Ceci est le cas lorsque la
chaux éteinte est obtenue par cuisson de matériau calcaire fossile provenant
de débris de pierres calcaires.
Environ quatre semaines après le début de l'adjonction de magnésium dans
mon aquarium récifal j'ai obtenu un test magnésium avec lequel j'ai pu
mesurer une quantité de 1000 milligrammes par litre dans mon bac de référence
au lieu de 1300 milligrammes par litre dans le milieu naturel. En raison
des adjonctions de magnésium effectuées, la teneur en magnésium au début
de l'adjonction a pu être évaluée à environ 900 milligrammes par litre.
La valeur inférieure pour la croissance des algues calcaires roses se
situe probablement dans œtte zone.
Magnésium
et phosphates
Quelques jours après le début de l'adjonction de magnésium un autre problème
est apparu: la croissanœ des coraux durs stagnait et le tissu vivant régressait
légèrement dans les zones ombragées. Je connaissais ce phénomène, car
je l'ai déjà eu auparavant à cause d'une reminéralisation intensive avec
une alimentation très faible et que j'avais identifié comme carence en
phosphates (Luther & Pawlowsky 1999). A l'époque lors de reminéralisation
importante je travaillai d'après la méthode du chlorure de calcium/hydrogénocarbonate
de sodium avec des ajouts minimes de phosphates afin d'atteindre un équilibre
des phosphates au niveau le plus faible. Il s'est avéré que sous l'influenœ
de l'ajout de magnésium la quantité de phosphate à rajouter en même temps
devait être augmentée de manière importante afin de stopper la régression
des tissus chez les coraux durs et de relancer la croissance.
Mes estimations ont eu comme résultat que sous "influence d'une adjonction
combinée de calcium/magnésium la capacité de fixation du bac des phosphates
est au moins le double de celle sans ajout de magnésium. Cet effet est
extraordinairement important car il a des conséquences inestimables dans
les aquariums qui sont jusqu'à présent sous approvisionnés en magnésium.
Si la teneur en magnésium est augmentée, il peut arriver qu'un bac récifal,
qui jusqu'à présent fonctionne bien avec une teneur en phosphates faible
de 0,05 milligrammes par litre ou moins, que cela puisse occasionner une
stagnation de la croissance des coraux ou même une régression des tissus.
L'aquariophile doit dans ce cas retrouver l'équilibre de la teneur en
phosphates par une distribution de nourriture complémentaire ou par une
réduction de la reminéralisation.
![]() |
©
Croquis : Henri Hornecker
|
Dans
les aquariums dans lesquels il y avait jusqu'à présent une teneur en phosphates
plus élevée, une adjonction de magnésium aide à diminuer la teneur en
phosphates.
Hélas pour l'instant je ne peux pas dire pourquoi les phosphates sont
mieux fixés en présence d'une teneur naturelle en magnésium de l'eau de
mer qu'en présence de quantités de magnésium diminuées. Je suppose que
sous l'influence des quantités naturelles de magnésium nettement plus
de phosphates sont intégrés dans les calcaires précipités par sursaturation
abiotique que ce n'est le cas lors de carence en magnésium (Luther & Pawlowsky
1999).
Je maintiens une petite installation piscicole dans laquelle il y a une
bonne croissance d'algues calcaires roses sous l'influence de faibles
adjonctions de calcium/magnésium avec un taux de phosphates légèrement
augmenté (environ 0,25 milligrammes par litre). A mon avis ceci montre
bien les deux effets de la progression des algues calcaires roses et de
la diminution des phosphates.
Magnésium
et croissance des invertébrés
J'ai pu observer l'effet positif de l'adjonction du magnésium chez les
gorgones et chez les Caulerpa. En outre, il me semble que depuis
l'ajout régulier de magnésium dans tous les bacs l'aspect des coraux est
meilleur. Mais tout un chacun se consacrant à ces questions sait combien
le désir est le père de l'observation. Car le magnésium n'est qu'un facteur
parmi d'autres, qui sont responsables du développement des organismes
marins.
Cette observation peut être tout à fait correcte étant donné l'importanœ
du magnésium dans le métabolisme des plantes et des animaux. Il constitue
un élément important du système de photosynthèse des algues et des plantes
supérieures et est connu comme complément d'engrais. Round (1975) souligne
également l'importance du magnésium. De manière intéressante, il affirme
que dans les milieux de culture pour algues le rapport calcium/magnésium
est probablement plus important que le taux absolu de la quantité de magnésium.
Ceci est facile à concevoir, car le calcium et le magnésium ont des effets
antagonistes dans nombre de processus physiologiques. Le rapport naturel
dans l'eau de mer atteint 3.25 à 1 pour 1300 milligrammes de magnésium
par litre et 400 milligrammes de calcium par litre.
En outre le magnésium participe à de nombreux échanges métaboliques, comme
qui dirait à toutes les réactions enzymatiques catalysées par A T P (Lexique
chimique de Römpp 1998). L'ATP = Adénosine - Tri -
Phosphate est une combinaison très riche en énergie, le transporteur
d'énergie le plus important au plan cellulaire. L'énergie est libérée
par détachement d'un ou deux restes de phosphates (PO4). D'une
part la signification du magnésium devient perceptible, mais d'autre part
aussi de nouveau la relation particulière avec le calcium.
Teneur
en magnésium et en calcium
Dans la littérature américaine Frakes & Studt (1996) discutent de la relation
de la teneur en magnésium avec celui du calcium de l'eau de mer. En présence
d'une quantité naturelle de magnésium le calcium ne précipite pas aussi
vite avec les ions CO32 comme carbonate de calcium
(CaCO3) qu'avec une quantité réduite de magnesium. Probablement
que les ions magnésium se lient de manière lâche aux ions CO32,
sans précipiter avec eux comme carbonate de magnésium non soluble. J'ai
pu observer sur mes pompes immergées, que les dépôts de calcaire sur les
aimants ont nettement diminué depuis le début de l'ajout de magnésium.
Finalement il est possible d'atteindre une quantité de calcium plus importante
avec une teneur naturelle en magnésium qu'avec une teneur en magnésium
réduite.
Ceci constitue également le principal argument de vente d'un additif américain
de magnésium étant donné que d'après les affirmations du fabricant de
nombreux mélanges de sels industriels possèdent une quantité de magnésium
trop faible parce que les sels de magnésium sont onéreux. J'ai pu constater
moi-même que cet argument n'est pas vain. Ainsi la croissanœ des algues
calcaires roses du bac à poisson ont réitéré le recul de croissanœ lors
de changements d'eau plus importants effectués avec une marque de sel
spécifique. Cette croissance ne pouvait être remise en route que par des
additions augmentées de magnésium.
Symptômes
de carence en magnésium
Bingmann (1995) discute de la quantité de magnésium dans les bacs récifaux
et donne aussi des valeurs mesurées. La valeur la plus faible qu'il a
mesuré se situe à 700 milligrammes par litre. A son avis on ne connaît
ni de valeur plancher en dessous de laquelle les organismes peuvent être
endommagés, ni de réactions étagées selon les diverses concentrations
de magnésium, telles qu'elles apparaissent dans les aquariums. Ceci ne
se recoupe pas avec mes observations. Peu-être que pour de telles hypothèses,
il faut toujours disposer de mesures aussi bien du magnésium que du calcium,
étant donné qu'il est tout à fait possible que le rapport de l'un par
rapport à l'autre soit plus important que la valeur absolue. D'après mes
expériences personnelles je pencherai pour une carence en magnésium lorsqu'un
ou plusieurs des symptômes suivants surviennent (autres conditions correctes
présumées) :
-croissanœ déficiente ou absente des algues calcaires roses
-croissanœ faible des gorgones
-quantité de phosphates plus élevés malgré une reminéralisation et une
alimentation réduite (autres sources de phosphates exclues)
-quantité de calcium réduite qui malgré une addition intensive de calcium
ne peut être augmentée, ce pourquoi il peut encore exister d'autres raisons.
Pour la pratique aquariophile se pose maintenant la question de savoir comment mesurer le magnésium et comment le cas échéant le doser.
Mesurer
et doser le magnésium
Actuellement (décembre 1999), à ma connaissance, il n'existe qu'un seul
test magnésium sur le marché aquariophile allemand. La qualité des mesures
semble être correcte. Une valeur invraisemblablement élevée mesurée chez
un ami de 2000 milligrammes par litre a créé un doute concernant la fiabilité
des valeurs. J'ai alors effectué une série de mesures qui devait apporter
la vérité sur la fiabilité des valeurs obtenues avec ces tests. J'ai opéré
comme suit. Quatre échantillons, dont deux provenant de bacs récifaux
et deux d'eau de mer neuve préparée à partir de deux marques industrielles,
ont été mesurés à la recherche de la quantité inconnue de magnésium.
Quantités de magnésium de divers échantillons d'eau en milligrammes par litre
Bac 1
|
Bac 2
|
Marque de
sel 1 |
Marque de
sel 2 |
|
Densité |
1.0245
|
1.0245
|
1.024
|
1.023
|
Mesure 1 |
1200
|
1185
|
1305
|
1230
|
Mesure 2 |
1200
|
1200
|
1320
|
1230
|
Moyenne |
1200
|
1193
|
1313
|
1230
|
Après augmentation de 200 milligrammes par litre
Mesure 3 |
1395
|
1410
|
1485
|
1470
|
Mesure 4 |
1380
|
1380
|
1515
|
1425
|
Moyenne |
1388
|
1395
|
1500
|
1448
|
Différence des valeurs moyennes
188
|
202
|
187
|
218
|
Ensuite
tous les échantillons ont été augmentés avec 200 milligrammes de magnésium
(avec du chlorure de magnésium) par litre et de nouveau mesurés. Toutes
les mesures ont été effectuées en double; les valeurs sont compilées
dans le tableau. Comme résultat on peut retenir une bonne reproduction
des valeurs mesurées, étant donné que les deux valeurs d'un échantillon
sont sans exception très proches. Les valeurs mesurées des échantillons
enrichis avec du magnésium sont situées en moyenne de 200 milligrammes
par litre plus haut que les valeurs de départ correspondantes, un indice
pour que les valeurs obtenues avec ces tests restituent correctement
les quantités exactes de magnésium dans le cadre d'un tel test aquariophile
bon marché.
En ce qui concerne le déroulement des tests je peux dire que le virement
de couleur n'est pas aussi brutal que l'on est en droit de l'attendre
selon les instructions. Ainsi il est donné une tolérance d'appréciation
de 0.02 à 0.03 millilitres de solution de titrage, ce qui donne 30 à
45 milligrammes par litre pour la valeur mesurée. Lors de mes mesures
j'ai plutôt validé le virement de couleur complet.
Entre temps j'effectue le dosage du magnésium de manière à l'ajouter
dans un rapport fixe proportionnel au calcium. J'ai élaboré ce rapport
à partir des mesures et des observations effectuées avec mes aquariums.
Comme je suis prudent lors de telles adjonctions, la quantité de magnésium
de mes bacs se situe toujours encore en dessous de la quantité naturelle.
Probablement qu'un ajout de magnésium à hauteur de cinq à dix pour cent
de l'ajout de calcium est sensé. Comme repère, je me sers, en plus des
valeurs mesurées, de la croissance des algues calcaires roses ainsi
que de l'aspect général des invertébrés. Certainement qu'à l'avenir
d'autres tests seront disponibles.
Il est facile de se rendre compte que le rapport magnésium calcium dépend
pour le dosage entre autre de la marque du sel marin utilisé et de sa
teneur en magnésium, de la fréquence des changements d'eau, de la manière
et du volume de la reminéralisation ainsi que de la population en organismes
synthétiseurs de calcaire, qui plus ou moins incorporent du magnésium.
Il existe plusieurs produits sur le marché qui selon les fabricants
contiennent du magnésium. Des sels marins sans chlorure de sodium de
plus en plus présents sur le marché peuvent être utilisés pour augmenter
le magnésium, car le magnésium représente la plus grande partie des
cations de ces sels, suivis par le calcium et le potassium. Ainsi d'autres
et moi-même avons pu renforœr la croissance des algues calcaires roses
avec un dosage complémentaire d'un millilitre de sel marin sans chlorure
de sodium (poudre) par litre d'eau de mer changée. Peut-être que par
le passé un meilleur approvisionnement en magnésium constituait-il l'effet
principal chez les aquariophiles récifaux qui utilisaient du sel marin
sans chlorure de sodium pour renouveler les oligo-éléments.
Cela prendra encore quelque temps jusqu'à ce que nous arrivions à une estimation définitive de l'importance du magnésium ainsi qu'à une recommandation de dosage valable en général. Mais les effets que j'ai pu observer sont à mon avis si importants que des aquariophiles récifaux engagés ne doivent pas hésiter à s'intéresser au magnésium et à communiquer leurs enseignements.
![]() |
©
Croquis : Henri Hornecker
|
Littérature
Adey,
W.H., & K. Loveland (1991) : Dynamic aquaria. San Diego.
Baensch, H.A. & H. Debelius (1992): Meerwasser-Atlas. Melle.
Balling, H.W. (1994): Kalkwasser für das Riffaquarium. DATZ 47(8):523-
525
-(1996): Spurenelemente im Riffaquarium. DATZ 49(2):108-111.
Bingman, C. (1995): Dr. Bingman's reply. Aquarium Frontiers (3):26-27
Delbeek, J.C. & Sprung J. (1994): The Reef Aquarium. Vol 1. Ricordea
Publishing. Coconut Grove.
Fossa, S.A. & A.J. Nilsen (1992): Korallenriff-Aquarium. Band 1. Schmettkamp.
Bornheim.
Frakes, T. & Studt B. (1996): Notes on the use of Kalkwasser. Part 1
SeaScope 13 (3):1-3.
Hebbinghaus, R. (1994): Der Löbbecke Kalkreaktor. DATZ 47 (8):517-522.
Luther, T. & E. Pawlowsky (1999): Stichwort "Phosphat": Wechselwirkung
von Kalk- und Phosphatgehalt im Riffaquarium. Das Aquarium 33 (5):35-40.
Milliman, J.D. (1974): Marine carbonates. ln : Milliman, J.D. et al.
(1974): Recent sedimentary carbonates. Part 1. Berlin.
Pawlowsky, E. (1994): Calcium im Korallenriff Aquarium. Das Aquarium
28 (7): 28-36. Römpp-Chemie-Lexikon (1998) Stuttgart.
Round, F.E. (1975): Biologie der Algen. Stuttgart
Wickins, J.F. & Helm M.M. (1981): Sea water treatment. ln: Hawkins,
A.D. (Hg): Aquarium Systems. London.
Wilkens, P.(1973): Niedere Tiere im tropischen Meerewasseraquarium.Wuppertal.
©
Extrait de la Gazette Marine N° 69 - Octobre 2001
Publication réservée aux membres des Amis de l'Aquarium
1932.