Exigences de la culture hydroponique

La culture hors-sol exige souvent plus de soins et d’entretien que les cultures traditionnelles en terre. Lorsqu’on utilise les techniques de culture hors-sol (essentiellement pratiquée sous serre ou sous abri), il faut raisonner par rapport à tout un système et ne pas porter son attention sur un élément ou un paramètre isolé. La culture hydroponique exige une parfaite maîtrise de l’ensemble du système car en cas d’échec, davantage d’éléments peuvent dysfonctionner :
– un éclairage adéquat (éclairage artificiel, minuterie, etc.)
– un système de culture et d’irrigation contrôlé et entretenu (contenants, Submersibles ou des pompes à eau ordinaire, régulation, désinfection, substrats appropriés…)
– un contrôle environnemental (température ambiante et des solutions, hygrométrie, enrichissement en dioxyde de carbone…)
– un contrôle des niveaux de concentration des éléments nutritifs par une CE mètre
– Tuyaux en PVC peuvent être utilisés comme des canaux dans ces systèmes
– un contrôle du pH de l’eau et la solution nutritive par pH mètre    (Raviv et Heinrich, 2008).
 

 Solution nutritive

Parmi les facteurs qui influence les systèmes hydroponiques, la solution nutritive qui est considérée comme l’un des plus importants facteurs déterminants du rendement et de la qualité des cultures.
Une solution nutritive pour les systèmes hydroponiques est une solution aqueuse contenant principalement des ions inorganiques de sels solubles des éléments essentiels pour les plantes supérieures. Finalement, certains composés organiques tels que les chélates de fer peuvent être présents (Steiner, 1968). Un élément essentiel a un rôle clairement physiologique et son absence empêche le cycle de vie de la plante complètement (Taiz et Zeiger, 1998). Actuellement 17 éléments sont considérés comme essentiels pour la plupart des plantes, ce sont le carbone, hydrogène, oxygène, azote, phosphore, potassium, calcium, magnésium, soufre, fer, cuivre, zinc, manganèse, molybdène, bore, chlore et nickel (Salisbury et Ross, 1994). À l’exception du carbone (C) et l’oxygène (O) qui sont fournis dans l’atmosphère. Les éléments essentiels sont obtenus à partir du milieu de croissance. Autres éléments comme le sodium, Silicon, vanadium, sélénium, cobalt, aluminium et iode parmi d’autres, sont considérés comme utiles parce que certains d’entre eux peuvent stimuler la croissance, ou compenser les effets toxiques d’autres éléments ou même remplacer les éléments nutritifs essentiels dans un rôle moins spécifique (Trejo-Téllez et coll., 2007). Les solutions nutritives les plus élémentaires sont envisagées avec une composition comportant l’azote, le phosphore, le potassium, le calcium, le magnésium et le soufre qui sont complétées par des micronutriments.
La composition nutritionnelle détermine la conductivité électrique et la pression osmotique de la solution. En outre, il y a d’autres paramètres qui définissent une solution nutritive comme indiqué ci-dessous en détail.
 

1. Gestion de la solution nutritive

Bien que la nutrition optimale soit facile à réaliser dans la culture hors-sol, la gestion incorrecte de la solution nutritive peut endommager les plantes et conduire à un échec complet. Manipuler avec précaution le niveau de pH de la solution nutritive, la température et la conductivité électrique et le remplacement de la solution à chaque fois que c’est nécessaire conduira à la réussite d’un jardin de culture hors-sol. (Fortney et Wolf, 1981).
1.1. Le pH
Le pH est une mesure de l’acidité ou de l’alcalinité sur une échelle de 1 à 14. La gamme de pH optimale pour la solution nutritive de culture hors-sol est comprise entre 5,8 et 6,5. Plus le pH d’une solution nutritive dépasse la gamme de pH recommandée, plus on a de chances d’échouer. Les carences nutritionnelles apparaîtront ou des symptômes de toxicité se développeront si le pH est supérieur ou inférieur à la fourchette recommandée pour              les différentes cultures. La valeur du pH détermine la disponibilité des nutriments pour         les plantes. En conséquence, son réglage doit être fait tous les jours. (Urrestarazu, 2004).
1.2. Conductivité électrique (CE)
La conductivité électrique indique la concentration de la solution nutritive, telle que mesurée par un CE mètre. L’unité de mesure de la CE est le dS/m. Une limitation de la CE n’indique que la concentration totale de la solution et non celle de chaque élément des composants nutritifs. La CE idéale est spécifique à chaque culture et dépend des conditions environnementales (Sonneveld et Voogt, 2009). Toutefois, les valeurs de la CE pour les systèmes hydroponiques sont de 1,5 à 2,5 ds m-1. Une CE supérieure empêche l’absorption des nutriments en augmentant la pression osmotique, alors qu’une CE inférieure peut gravement affecter la santé des plantes et le rendement (Samarakoon et al., 2006).                  La diminution dans l’absorption d’eau est fortement corolaire à la CE (Dalton et al., 1997). Lorsque les plantes absorbent les nutriments et l’eau de la solution, la concentration totale de sel, à savoir, la CE de la solution change. Si la CE est supérieure à la gamme recommandée, l’eau fraîche doit être ajoutée pour la diluer. Si elle est inférieure, il faut ajouter des éléments nutritifs pour augmenter sa concentration. (Nelson, 2003).
1.3. Température
La température de la solution nutritive présente une relation directe avec la quantité d’oxygène consommée par les plantes, et une relation inverse de l’oxygène dissous en elle. La température affecte également la solubilité des engrais et de la capacité de l’absorption des racines. Il est évidemment important de contrôler cette variable en particulier dans un climat extrême. Chaque espèce végétale a une température minimale et maximale pour la croissance, ce qui nécessite l’installation des systèmes de chauffage ou de refroidissement pour équilibrer la température de la solution nutritive. Les rendements diminuent lorsque la température de la solution nutritive  augmente pendant les périodes chaudes (Jensen, 1999). Au cours de la circulation d’eau la chaleur peut s’échanger entre la solution nutritive et l’eau stockée dans la conduite d’eau souterraine. En outre, cette circulation peut chauffer la solution nutritive qui devenue trop froide dans les nuits froides de l’hiver (Hidaka et al., 2008).