La culture hors-sol

La culture hors-sol 

Généralités sur la culture hors-sol

Définition Au sens strict, la culture hors-sol est la culture dans un milieu racinaire qui n’est pas le sol naturel, mais un milieu reconstitué et/ou isolé du sol. Dans ce type de système, les racines des végétaux sont alimentés par un milieu liquide minéral appelé solution nutritive, qui apporte l’eau, l’oxygène et les éléments minéraux indispensables au développement de la plante (VITRE, 2003). On parle souvent de cultures sur substrat, car ce milieu reconstitué repose souvent sur l’adoption d’un matériau physique stable : le substrat, parfois d’origine manufacturé et industriel, parfois d’origine naturelle. Il existe cependant des cas de cultures hors-sol n’utilisant pas de substrats : cultures sur film d’eau ou hydroponiques.

Historique

Les premiers essais sont très anciens: ils ont été effectués par des chercheurs travaillant sur la fertilisation des plantes et la mise en évidence du rôle de l’eau et de l’air dans le sol. Pour être exact, la découverte de cette technique est à attribuer à deux chercheurs allemands Knop et Sachs en 1860, qui en travaillant sur la fertilisation des plantes, ont mis en évidence le rôle de l’eau, de l’air, et du sol. Il fallait seulement retrouver toutes les caractéristiques physique, chimique et biologique du sol. Plus près de nous, les chercheurs se sont rendu compte que la répétition des mêmes cultures dans un sol, favorisait le développement de parasites dans ce sol (notamment les fusarioses), comme on ne pouvait plus s’en défaire par des moyens chimiques ou biologiques, on a alors pensé au remplacement du sol par des substrats voisins, le plus souvent organiques ou minéraux. (Anonyme, 2010) Enfin, de façon plus pragmatique, les cultures hors-sol se sont développées parce que les performances agronomiques obtenues étaient supérieures aux performances des cultures traditionnelles en sol. 

L’intérêt de cultiver hors sol 

Nécessité pour les cultures expérimentales et scientifiques – Possibilité de cultiver dans des espaces réduits (confinement des racines dans un espace limité) – Elimination des contraintes liées au sol Sol inadapté ou de mauvaise qualité agronomique Présence d’agents pathogènes, de polluants,… – Simplification des techniques culturales Pas de préparation du sol Rotations culturales rapides et mise en œuvre facile – Meilleure qualité du produit Aspect esthétique Réduction de l’utilisation de produits phytosanitaires – Meilleure productivité de la plante Optimisation du potentiel génétique de la plante Réduction des pertes en culture (MOREL et al., 2000)

Exigences des cultures hors sol

Contrairement à une idée répandue, 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 en tant que système et ne pas porter son attention sur un élément ou 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, pompes, 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 – un contrôle du pH de l’eau Éléments Bibliographiques Chapitre II : La culture hors sol 24

Facteurs indispensables pour la culture hors-sol

La vie se définit comme l’ensemble des phénomènes (nutrition, assimilation, croissance, reproduction, etc.) communs aux êtres organisés et qui constituent leur mode d’activité propre, de la naissance à la mort. Les facteurs indispensables au maintien de la vie chez les végétaux en culture hors sol ne sont pas tous liés au substrat de culture. Cependant, la complexité des interactions est telle que cette distinction s’avèrerait difficile à soutenir. Les besoins sont donc présentés en deux groupes : les besoins énergétiques et les besoins en matériaux.

Les besoins énergétiques

La lumière : le règne végétal se définit comme l’ensemble des êtres vivants pluricellulaires capables de réaliser la photosynthèse grâce à la lumière (source d’énergie) et la présence de chlorophylle. La photosynthèse confère à ces organismes un caractère autotrophe. Les cultures hors-sol sont généralement des cultures de l’intérieur (indoor) d’où l’importance de bien contrôler et déterminer les valeurs d’intensité lumineuse qui permettent une activité photosynthétique optimale. Dans ce type de culture, les plantes sont éclairées avec des lampes de haute intensité qui permettent de réaliser une croissance optimale. La chaleur : les végétaux ont besoin de chaleur. Ils sont capables de supporter de grandes variations thermiques. Tenant compte du faible volume des substrats de culture, la réactivité à la température est rapide. Les cultures doivent donc être protégées des fortes températures de l’été et des gelées de l’hiver. Les températures infligées doivent cependant rester dans une fourchette acceptable. La limite inférieure correspond à la formation de cristaux de glace détériorant l’intégrité cellulaire. La limite supérieure est fixée par la dénaturation des protéines, donc des enzymes. Croissance et développement augmentent avec la température, à l’intérieur de cette fourchette.

Les besoins en matériaux

La nutrition fait appel à des processus d’absorption de gaz et de solutions minérales, soit directement dans la solution nutritive par les racines, soit dans l’air par les feuilles. Les matériaux indispensables à la vie d’une plante se subdivisent en deux catégories : les matériaux organiques et minéraux. Éléments Bibliographiques Chapitre II : La culture hors sol 25 Les matériaux organiques : Ils sont généralement constitués de carbone (C), d’hydrogène (H) et d’oxygène (O). Le carbone : c’est l’élément de la chimie du vivant. Chez les végétaux chlorophylliens, il est apporté par le dioxyde de carbone atmosphérique (CO2). Hydrogène : l’hydrogène est extrait à partir des molécules d’eau (H2O) par oxydoréduction. Oxygène : troisième constituant de la matière organique, est apporté par le gaz carbonique et le dioxygène (O2) provenant de l’air intervient dans la respiration cellulaire. Les matériaux minéraux : sur le plan nutritionnel, la culture hors sol est totalement dépendante de l’apport de la solution nutritive pour assurer la croissance des plantes, les éléments minéraux indispensables sont répartis en deux groupes : macro-éléments et micro-éléments ou oligo-éléments. Cette distinction concerne l’abondance relative de ces éléments dans les végétaux.