• L'américain Alfred Clarence Redfield constate en 1930, que dans tous les océans, les relations quantitatives entre les différents éléments qui composent la matière organique étaient remarquablement constantes.
☛ L'expression dite ratios de Redfield est :
172 O : 106 C : 16 N : 1 P : 0,1 - 0,001 Fe
Cette expression définit les relations quantitatives entre la présence d'oxygène, de carbone, d'azote, de phosphore et de fer. Elle signifie que dans un milieu où la concentration molaire du phosphore P est de 1, la concentration molaire optimum de l'azote N est de 16, celle du carbone C de 106, celle de l'oxygène O de 172 et celle du fer Fe entre 0,1 et 0,001.
Il s'agit ici, des concentrations molaires exprimées en mol/L des éléments constituant le milieu comme l'azote N, le phosphore P… et non pas des taux en mg/L des nitrates NO3 et phosphates PO4 que nous mesurons avec les kits de test du marché.
♦ Ces ratios de Redfield établis à partir de mesures faites en différents points des océans du globe, sur du plancton tout particulièrement n'ont jamais été ni confirmés ni démentis, alors doit-on les respecter en eau de mer et en eau douce ?
En fait pratiquement personne ne conteste le ratio optimum de 16 entre les concentrations molaires en mol/L de l'azote et du phosphore, même en eau douce.
☛ En aquariophilie d'eau douce ou marine, un ratio simplifié concernant uniquement l'azote et le phosphore est utilisé :
16 N : 1 P
♦ Il est couramment admis que le ratio optimum CN/P entre les concentrations molaires de l'azote N et du phosphore P est de 16 et que si ce ratio est < 10 ou > 22 les algues prospèrent.
L'azote N est présent spécifiquement dans les nitrates NO3 alors que le phosphore P est présent dans les phosphates PO4 contenus dans l'eau de l'aquarium.
Masse molaire My des éléments Y de base en g/mol :
MO = 16 ; MC = 12 ; MN = 14 ; MP = 31
Masse molaire My des composés chimiques Y en g/mol :
MNO3 = 62 = (14+(3x16)) ; MPO4 = 95 = (31+(4x16))
[NO3] est la concentration mesurée en mg/L des nitrates contenus dans l'eau du milieu
[PO4] est la concentration mesurée en mg/L des phosphates contenus dans l'eau du milieu.
CN/P = {[NO3].10-3/MNO3}/{[PO4].10-3/MPO4} = [NO3]/[PO4].95/62 = 1,53.[NO3]/[PO4]
Ce ratio CN/P pour être optimum suivant la règle de Redfield doit être égal à 16
soit : 16 = 1,53.[NO3]/[PO4]
☛ Le ratio optimum entre les concentrations en nitrates et phosphates exprimées en mg/L est donc de :
[NO3]/[PO4] = 16/1,53 = 10
☛ Etant admis que le ratio optimum CN/P entre les concentrations molaires de l'azote N et du phosphore P est de 16 et que si ce ratio est < 10 ou > 22 les algues prospèrent, il en résulte que :
► Le ratio optimum [NO3]/[PO4] entre les concentrations en mg/L des nitrates NO3 et des phosphates PO4 est de 10
Si ce ratio est < 6,5 ou > 14 les algues prospèrent.
♦ Certains aquariophiles, des spécialistes de la culture de plantes, ajoutent régulièrement des nitrates et des phosphates dans leur aquarium très planté, en respectant le ratio 10/1 entre nitrates et phosphates, cette pratique quelque peu curieuse est basée sur une connaissance très précise des besoins des plantes.