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Hydroponie et Solugen: une intéressante synergie

Hydroponie ?

L’hydroponie est une méthode de culture qui ne requiert pas de sol. On a recours à divers matériaux, par exemple, de la laine minérale pour remplacer le substrat de terre, et les cultures sont effectuées dans une eau riche en nutriments. S’il existe de multiples façon de pratiquer l’hydroponie, en revanche, la base est la même; la plante puise ses besoins dans une solution nutritive dans laquelle elle est cultivée.

Il ne faut pas confondre hydroponie avec aquaponie qui, elle aussi,  permet une culture hors sol, mais dans une eau alimentée en fertilisants naturels provenant des déchets  organiques et excréments de poissons élevés en aquaculture. L’aquaponie est donc un système mixte qui  marie aquaculture avec culture de plantes dans une même infrastructure.

La base de l’hydroponie, comme son nom l’indique, est donc le recours à une eau douce, filtrée, de bonne qualité, avec un pH idéal se situant entre 6 et 6,5 , donc légèrement acide, et bien oxygénée. Les plantes ont besoin d’un support racinaire pour se développer. On a recours à diverses solutions telles que la fibre de coco, la laine minérale ou la vermiculite. Les autres éléments importants sont bien entendu les nutriments en solution dans l’eau de culture et la lumière, notamment des lampes de croissance.

Culture hydroponique en serre

Les limites de l’agriculture conventionnelle

L’agriculture conventionnelle et plus particulièrement sa forme intensive telle que pratiquée dans de nombreux pays, si elle permet une production de masse, elle engendre, en contrepartie, diverses contraintes et problématiques qui risquent fort de s’intensifier  avec l’accroissement constant de la population humaine. En effet, au regard de cette démographie qui s’oriente vers quelques  neuf à dix milliards d’êtres humains en 2050, il faudra produire toujours plus pour nourrir cette population.

Dans cette optique il faudra donc à la fois optimiser cette production agricole par une utilisation importante d’engrais chimiques et de pesticides,  et accroître les surfaces arables par, entre autres,  la déforestation,  ce qui ajoute un élément pernicieux aux effets du réchauffement climatique,  réduisant ainsi  l’évapotranspiration  provenant des végétaux et le cycle du CO2. Notons aussi la progression des déserts et la raréfaction de l’eau; un enjeu économique et stratégique dans bien des régions du globe.  Les projections réalisées attestent qui d’ici 2050  près de 600 millions d’hectares devront être  aménagés en terres cultivables pour répondre aux besoins alimentaires précités. Par ailleurs, nous avons évoqué dans des précédents articles de blogue qu’à ces problématique se greffe la raréfaction progressive des gisements de roches phosphatées.

Pourquoi une culture hydroponique ?

Certes l’hydroponie ne constitue pas une solution intégrale à l’ensemble des problématiques citées et à court terme ne permettra pas de nourrir l’ensemble de la population humaine, mais elle offre un ensemble d’avantages fort intéressants.

N’importe où

La culture hydroponique en serre permet de cultiver n’importe où, y compris en milieu  urbain/périurbain ,et par conséquent de favoriser une économie locale, une culture de proximité, de limiter le transport de ces productions végétales (des légumes notamment), et par conséquent de réduire l’empreinte carbone consécutive à leur production et à leur transport, et de garantir une meilleure fraicheur aux produits.

Exemple de culture hydroponique en mode vertical

N’importe quand

L’hydroponie permet en outre de cultiver à n’importe quel moment de l’année en atmosphère et conditions de luminosité contrôlées et de ne plus être à merci de contraintes climatiques (sècheresse, gel, grêle) qui affectent les rendements.

Des rendements plus élevés

Les plantes élevées en milieu hydroponique baignent en permanence dans la solution nutritive et sous des conditions idéales de température, d’hygrométrie, et de luminosité. Leur réseau racinaire n’est par conséquent plus astreint à se développer comme dans le cas des cultures en sol pour aller puiser les nutriments requis. La plante pousse donc plus vite et se développe en hauteur, générant ainsi des rendements plus élevés, toutes proportions gardées, que sur un substrat conventionnel.

Une meilleure gestion de l’eau

Dans des conditions optimales de culture hydroponique, les besoins en eau sont moindre qu’en culture traditionnelle. En effet,  l’eau qui circule dans un circuit fermé peut-être filtrée, réutilisée et l’atmosphère contrôlée permet une gestion optimale de l’évaporation .

Culture de plantes aquatiques en atmosphère contrôlée aux Pays-Bas

Une gestion optimisée des paramètres

La culture en serre qu’elle soit hydroponique ou traditionnelle offre l’avantage de pouvoir contrôler et ajustement aux besoins les paramètres environnementaux de culture pour une production optimale, en qualité, en rendement mais aussi en temps de production.

  • Contrôle de la température
  • Contrôle de la composition de la solution nutritive
  • Contrôle de l’intensité lumineuse, du type d’éclairage et de la durée d’exposition
  • Contrôle de l’hygrométrie
  • Contrôle du pH de la solution nutritive

Moins de pesticides, limitation des ravageurs

Les plantes étant élevées dans une solution nutritive et non en terre et en atmosphère contrôlée,  il en résulte un contrôle optimal de la prolifération d’insectes ravageurs et donc une utilisation fortement réduite de pesticides, voire quasi nulle dans le cas de  certaines cultures biologiques qui ont recours à la lutte biologique, en introduisant des espèces prédatrices qui s’attaquent aux ravageurs et non aux cultures, comme les syrphes, sortes de mouches dont les larves consomment des pucerons.

La solution nutritive

C’est la pierre angulaire de la culture hydroponique. Pour être « complet », un nutriment hydroponique doit contenir les éléments essentiels à la croissance des plantes. La concentration en tel ou tel élément varie bien évidemment avec le type de culture et les besoins spécifiques de la plante.

Macro-éléments principaux

Azote (N)

Potassium (K)

Phosphore (P)

Macro-éléments secondaires

Calcium (Ca)

Magnésium (Mg)

Soufre (S)

Oligo-éléments

Fer (Fe)

Manganèse (Mn)

Cuivre (Cu)

Zinc (Zn)

Molybdate (Mo)

Bore (B)

Chlore (Cl)

Au Centre de recherche et de développement de Harrow à Harrow (Ontario), les chercheurs ont créé un programme informatique breveté appelé « Harrow Fertigation Manager », qui règle les apports d’éléments nutritifs aux plantes cultivées en serre. Ce centre de recherches sur les cultures abritées et industrielles est reconnu comme étant le plus grand centre de recherches sur les légumes de serre en Amérique du Nord.

Solugen et la culture hydroponique

L’azote est un élément crucial pour les végétaux. L’azote contenu dans le lisier existe sous deux formes : l’azote ammoniacal ,  et l’azote organique. L’azote ammoniacal est immédiatement disponible pour les cultures s’il n’est pas perdu par volatilisation ou lixiviation après nitrification.

La technologie de traitement de lisier de Solugen permet de dissocier les éléments constitutifs du lisier.

Si l’on prend l’exemple d’un lisier de maternité nous obtenons après traitement :

  • 84 % du volume traité sous forme d’eau pure réutilisable. (*)
  • 10 % du volume traité sous forme solide (environ 30 % de matière sèche) riche en phosphore (85 % du phosphore contenu dans le lisier traité)
  • 4,5 % du volume traité sous la forme d’un concentré liquide de potassium
  • 1,5 % du volume traité sous la forme de solution ammoniacale

(*) les pourcentages  peuvent être soumis à quelques variantes .

 

Cette forme ammoniacale liquide est plus stable que l’ammoniac en termes de volatilisation, et constitue un fertilisant azoté de premier choix, facile à utiliser dans le cadre de la culture hydroponique et à doser selon le niveau de concentration de la solution.

Cette solution ammoniacale, a fait l’objet de tests par un centre de recherche agricole canadien qui conclut dans les grandes lignes que :

  • Aucun problème n’a été observé quant à l’utilisation du produit dans l’irrigation
  • L’azote ammoniacal est sous forme soluble
  • La solution doit être utilisée sous forme diluée (3 à 300 ml dans 1 litre d’eau)
  • La solution peut être appliquée par injection dans le sol, irrigation goutte à goutte ou sous forme hydroponique
  • Une application fréquente à faible dose est préférable à une application occasionnelle à forte dose
  • L’utilisation de ce produit devrait être ajustée selon un programme de fertilisation propre à chaque culture.

Une belle opportunité de synergie donc entre cette solution fertilisante et la culture hydroponique, le tout dans un contexte d’économie circulaire.

Sources

https://psci.princeton.edu/tips/2020/11/9/the-future-of-farming-hydroponics

https://www.nal.usda.gov/afsic/hydroponics

https://ag.purdue.edu/hla/fruitveg/Presentations/Langenhoven_Hydroponics_IVGS2016b.pdf

https://ceac.arizona.edu/

https://www.simplyhydro.com/nutrients/

https://www.verticalroots.com/the-what-and-why-of-hydroponic-farming/

https://agriculture.canada.ca/fr/nouvelles-dagriculture-agroalimentaire-canada/realisations-scientifiques-agriculture/quest-ce-que-culture-hydroponique

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