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Le recyclage de la solution nutritive

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Les engrais, coûte de plus en plus cher, l’eau est de plus en plus rare, et l’impact négatif des fertilisants sur l’environnement est avéré.

C’est pour tout ces arguments que le recyclage des solutions nutritives s’est largement développé ces dernières années. Tout le monde s’y retrouve car le producteur obtient les même rendement qu’en solution perdu, mais en économisant des quantités non négligeable d’engrais, et d’eau.

On estime qu’un hectare de Tomate sur laine de roche représente entre 1,1 et 1,7 tonne de nitrate dans l’environnement ( avec un drainage de 2700 à 3000 m³/ha/an). (Morard)

Il est dommage de gaspiller une telle quantité d’engrais quand on sait que le recyclage des solutions nutritive n’a pas d’influence sur le rendement et la qualité des végétaux/légumes produits (Laplante)

Les systèmes hydroponiques destinés aux amateurs sont souvent en circuit fermé ce qui permet de recycler totalement la solution nutritive. Celle-ci peut être redistribuer aux plantes pendant plusieurs semaines.

Le cultivateur doit s’assurer du bon niveau de pH et d’électroconductivité de la soupe nutritive grâce aux outils adaptés (pH et EC mètre). Dans le cas échéant, il convient d’ajouter les acides (nitrique ou phosphorique) ou bases pour atteindre le pH désiré.

Le principe est le même pour la conductivité électrique : lorsqu’elle est trop basse, il faut rajouter de l’engrais.
Une EC trop élevée se traite en allongeant la solution nutritive avec de l’eau (il est donc important de ne pas remplir le réservoir au maximum)

La composition minérale peut poser des problèmes pour le cultivateurs qui recycle ces solutions nutritives.

La plante consomme des éléments de la solution et en excrète par les racines qui se retrouve en solution. L’équilibre chimique entre les minéraux de la solution nutritive peut être chambouler et va entraîner  un lot de désordres nutritifs (Accumulation des sulfates en concurrence avec les phosphates et teneur faible en nitrate ).

De plus, les cultivateurs pratiquant le recyclage (ou disposant d’un système hydroponique en circuit fermé) doivent se montrer vigilant sur l’état de santé des plantes : la propagation d’un agent pathogènes des racines à l’ensemble de la culture est rapide et sans limites .

Les condition de propretés doivent être stricte lorsque la solution nutritive est réutilisée. Cela a pour effet de limiter le développement de pathogènes. les principaux sont les champignons (Pythium, Fusarium), des bactéries (Clavibacter, responsable du chancre de la Tomate) et des virus (du concombre, de la mosaïque du tabac )

canna aktrivator

La mise en place d’organismes antagonistes des pathogènes des racines dans les substrats ont pour conséquences d’avoir un équilibre entre les deux et de limiter la progression des pathogènes. Ces auxiliaires répondant au doux nom de Trichoderma, Pseudomonas, colonisent le milieux (support de culture,) et fait concurrence aux pathogènes pour l’espace et les nutriments.

Longtemps négligé en culture hors-sol, certains micro-organismes aident les plantes à différents niveaux : amélioration de la disponibilité des nutriments, protection contre les pathogènes, etc. Ils remettent en cause le caractère inerte des cultures hydroponiques, et plus particulièrement des substrats.

Les professionnels de l’horticulture qui réutilisent la solution nutritive la désinfecte grâce à différents procédés avant de la réinjecter dans les systèmes de cultures. Le but est de débarrasser la solution nutritive de tout ce qui pourrait faire du tort aux plantes (bactéries, spores de champignons, etc.)

Plusieurs méthodes comportant chacune des avantages et des inconvénients :

Ozonisation

L’ozonisation consiste à injecter de l’ozone (O3), une molécule qui, au contact des pathogènes va les détruire par oxydation. Après la réaction, l’ozone se transforme en produit non toxique, et même nécessaire pour la plante puisqu’il s’agit de oxygène. Cette méthode est employé dans le traitement de l’eau potable. Le problème que l’on rencontre en horticulture avec cette méthode est que l’ozone, par les réactions d’oxydation modifie quelque peu la composition minérale de la solution nutritive. Par ailleurs, cette technique de désinfection demande des investissements important pour l’acquisition du matériel. L’efficacité de cette technique dépend du temps de contact entre les particules d’ozones et les pathogènes. Un temps de contact trop court limite l’efficacité de la désinfection.


Peroxyde d’Hydrogène

Le peroxyde d’hydrogène ou eau oxygénée H2O2, désinfecte la solution nutritive de la même manière que l’ozonisation (par oxydation par l’oxygène). Le problème de modification de la composition minérale de la solution nutritive se pose aussi avec cette technique.

Eau de Javel

Dans la rubrique « désinfection par oxydation », il ne faut pas oublier l’hypochlorite de sodium, plus communément appelé eau de javel. L’ajout d’eau de javel (8ppm de chlore actif) dans une solution nutritive « ozonisée » permet une désinfection quasi totale du réseau d’alimentation :
99% des bactéries et 100% des champignons sont éliminés (Mémoire de maitrise de Marc André Laplante- Université Laval-Québec-2006).

Ce liquide à l’odeur caractéristique, libère de l’oxygène qui désinfecte la solution nutritive. L’eau de javel est efficace contre les bactéries, les spores et mycéliums de champignons ainsi que les virus.

Par contre, la réactions d’oxydations des pathogènes contenu dans la solution nutritive par l’eau de javel donne au final une petite quantité de chlorure de sodium: le sel de table ( et quelques traces de produits organochlorés). Or ce sel peut se révéler toxique pour les pantes. Ils faut donc s’assurer qu’il n’y ai pas d’accumulation de sel (NaCL) qui pourrait porter préjudice aux plantes. Les végétaux étant sensible à l’accumulation du chlore, même s’il est un oligoélément. Les végétaux montrent des adaptations variées quant à l’ion sodium. (il peut être rapidement toxique pour certaines plantes ou être bénéfique, comme pour la Betterave, voire nécessaire, pour la Salicorne)

Une concentration élevée de sel NaCl (de table, ou chlorure de sodium) réduit l’activité d’une enzyme intervenant dans la nutrition azotés. Le prélèvement d’azote par la plante est réduit ce qui limite la croissance des végétaux. Le symptôme d’un excès de chlore ou sodium par l’eau de javel est un blanchiment du feuillage.

Si ces symptômes se manifeste il faut éliminer la solution nutritive riche en NaCL, et en fabriquer une nouvelle et rincer le substrat avec cette dernière de façon à éliminer le sel accumulé dans le substrat.

Ultraviolet

L’exposition de la solution nutritive à un rayonnement Ultraviolet permet de se débarrasser des bactéries et de la flore fongique en par mutation de leur ADN. L’exposition des pathogènes aux UV modifie l’information génétique. Les cellules des agents potentiellement infectieux dégénèrent et meurent. (à la manière d’un cancer).

Les longueurs d’onde de 253,7 nm semble être les plus efficace pour éliminer les pathogènes.

L’efficacité de cette technique est limité par 2 facteurs : la turbidité de la solution nutritive et l’épaisseur à traverser par les rayons UV à « administrer ».

En effet, plus la solution est trouble, plus les rayons UV auront du mal à se propager dans le liquide pour détruire les pathogènes. Cette technique est moins adapté au système de culture avec substrats organiques qui se désagrège et laisse des particules dans le liquide (tourbe, coco)

C’est la même chose quand la colonne de liquide est grosse : les rayons UV ne parviennent pas à traverser de part en part la solution nutritive. Il est préférable de procéder à une filtration des débris contenu dans la solution nutritive.

La désinfection par rayon UV ne modifie pas le pH de la solution nutritive mais entraîne l’oxydation des chélats de fer et de manganèse. Ces éléments se déposent sous forme d’oxyde (inutilisable par les plantes) sur les lampes UV .

Pasteuristation

La pasteurisation ou thermo-désinfection est une technique qui, comme son nom l’indique, consiste à utiliser la chaleur pour détruire les pathogènes. La solution nutritives est chauffé à 95°C pendant quelques secondes ce qui détruit l’ensemble des pathogènes.

Cependant, le procédé a le défaut de favoriser les précipitations d’éléments nutritif, notamment le calcium. Pour éviter ces dépôts, la solution nutritive est acidifiée à un pH de 4,0 avant le traitement par la chaleur. Il faut ensuite augmenter le pH à un niveau correct après la pasteurisation.

Ce procédé est coûteux et consomme beaucoup d’énergie. Cette technique est donc réservée au grande exploitation horticoles.

Filtration Biologique

La filtration de la solution nutritive au moyen d’un filtre à sable fin quartzeux permet d’éliminer les particules en suspension dans le liquide nutritif. Ce n’est pas une technique de désinfection au sens strict (sensus stricto) car elle ne permet pas d’éliminer les agents infectieux. En effet, la population de pathogènes est « maîtrisé » par la présence d’antagonistes dans le filtre. Il faut d’ailleurs un laps de temps pour que les micro-organismes bénéfiques colonisent le filtre (entre 3 et 6 mois dans les grandes installations).

Ces antagonistes, composés de champignons et de bactéries bénéfiques, prennent l’espace, la nourriture des agents pathogènes et n’ont pas d’interactions négatives avec les plantes. D’autres antagonistes peuvent s’attaquer aux pathogènes en synthétisant des molécules qui les détruiront.

Cette technique demande peu de matériels (d’investissement), et ne consomme pas d’énergie (la solution nutritive est filtrée par percolation).

Si ce système est efficace pour contrôler les maladies cryptogamiques (sauf peut être contre le Fusarium) on a peu d’information concernant la maîtrise des bactéries et virus. (Le Quillec, 2002).

Cette technique représente un compléments idéal à la chloration des solutions de drainage de support de culture organique (tourbe, coco, sphaigne) Ainsi, un filtre de 11 microns et une concentration de chlore à 10 ppm permet de se débarrasser de 99% des pathogènes. (André Gosselin- Université de Laval-Canda).

biofiltre-ghe-2004_1Il existe des systèmes de filtrations biologiques destinées au petites unités de cultures hydroponiques.

Ces dispositifs de filtration biologique se composent d’une pompe qui transporte dans un premier temps la solution nutritive du réservoir dans un compartiment.Dans celui-ci se trouve toute une armée de gentils micro-organismes qui vont décomposer la matière organique en suspension.

Ces auxiliaires trouvent leurs abris dans des matériaux poreux. Le liquide nutritif subit une filtration mécanique par des mousses synthétiques (qu’il faut nettoyer régulièrement) avant d’être réinjecté dans le réservoir.

On peut ensemencer ce filtre de champignons ou de bactéries bénéfiques pour accélérer l’implantation des micro-organismes épurateurs. Ceux-ci se compose de différents souches de Trichoderma et des bactéries du genre pseudomonas.

 Avant la désinfection et avant toute nouvelle culture dans un système hydroponique, il est nécessaire de désinfecter le réseau de distribution de la solution nutritive, et le système de récupération des liquides de drainages pour les systèmes à circulation fermée.

En effet, certains agents pathogènes peuvent être conservé dans les liquides présent dans les goutteurs, les lignes de distribution et les réservoirs et causer une infection de la nouvelles cultures. (Les jeunes pieds étant particulièrement fragile aux attaques de pathogènes lors des premières semaines suivant le démarrage d’une culture).

 

Voici une méthode radical pour éliminer tout les pathogènes dans le réseau de distribution.
Cette technique a le mérite de limier l’obstruction des goutteurs par les sels.

 – Dans un premier temps, il faut remplir le réservoir d’eau, ajuster le pH à 2,0 grâce à l’acide nitrique ou phosphorique (pH down!) et mettre la pompe d’alimentation en route pour faire circuler le liquide acide dans le réseau . Il faut prévoir un volume 0,5 litre d’eau par . Il faut laisser agir ensuite de 12 à 24h.

– Après cette opération, rincer le réseau à l’eau claire en répétant la même opération . Prévoir 1 litre d’eau au pH non ajusté par . Il est important de bien rincer les lignes de distribution pour éliminer les résidus.

– Ensuite , il faut préparer une solution d’eau « javellisée » à 40mg/l de chlore actif et la faire circuler dans les lignes de distribution de solution nutritive. Cela représente 0,3ml d’eau de javel à 13% par litre d’eau. La encore, prévoir 0,5 litre de solution désinfectante par goutteur et laisser agir quelques heures. (une journée pour une efficacité optimale)

– Enfin, rincer à l’eau claire le réseau de manière à éliminer toute trace de sodium (et chlore). Pour cela, faîtes circuler 3 litres d’eau par goutteurs.

Ne mélanger l’eau de javel qu’avec de l’eau. En contact avec certains liquides, l’eau de javel peut libérer une grande quantité de chlore ( gaz très toxique). Ne jamais mélanger l’eau de javel avec l’acide nitrique, la réaction entres les deux produits est explosive !

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Un Commentaire

  1. Fuji

    Une solution peu coûteuse permettant de garder un systèmeen bon fonctionnement peut être le Drip Clean de chez House and Garden ou encore le D Block de chez Canna. En addition à la solution nutritive (très petite quantités 1ml/10L)ces deux produits permettront de garder un système propre et opérationnel.

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