4.1 Introduction
Dans la production horticole, la définition « culture sans sol » englobe tous les systèmes qui fournissent la production végétale dans des conditions sans sol où l’approvisionnement en eau et en minéraux est effectué dans des solutions nutritives avec ou sans milieu de culture (par exemple laine de pierre, tourbe, perlite, ponce, noix de coco fibres, etc.). Les systèmes de culture sans sol, communément appelés systèmes hydroponiques, peuvent être divisés en systèmes ouverts, où la solution nutritive excédentaire n’est pas recyclée, et en systèmes fermés, où l’excès de nutriments provenant des racines est recueilli et recyclé dans le système (figure 4.1).
Les systèmes de culture sans sol ont évolué comme une solution possible pour éviter les maladies transmises par le sol qui ont toujours été un problème dans l’industrie de la culture en serre.
De nos jours, les systèmes de culture sans sol sont courants dans la pratique horticole dans la plupart des pays européens, bien que cela ne se produise pas dans tous les pays. Les avantages des systèmes sans sol par rapport aux cultures cultivées en sol sont les suivants :
- Commencer sans agent pathogène avec l’utilisation de substrats autres que le sol et/ou un contrôle plus facile des agents pathogènes transmis par le sol.
- La croissance et le rendement sont indépendants du type de sol et de la qualité de la surface cultivée.
- Un meilleur contrôle de la croissance grâce à un approvisionnement ciblé de solution nutritive.
- Le potentiel de réutilisation de la solution nutritive permettant de maximiser les ressources.
- Amélioration de la qualité des produits grâce à une meilleure maîtrise des autres paramètres environnementaux (température, humidité relative) et des ravageurs.
Figure 4.1 Schéma des systèmes à cycle ouvert (a) et à boucle fermée (b)
Dans la plupart des cas, des systèmes à boucle ouverte ou à décharge plutôt que des systèmes à boucle fermée ou de recirculation sont adoptés, bien que, dans de plus en plus de pays européens, ces systèmes soient obligatoires. Dans ces systèmes ouverts, la solution nutritive usée et/ou superflue est déposée dans les plans d’eau souterraine et de surface, ou elle est utilisée en plein champ. Toutefois, en ce qui concerne les préoccupations économiques et environnementales, les systèmes sans sol devraient être aussi fermés que possible, c’est-à-dire là où la solution nutritive est recirculation, où le substrat est réutilisé et où des matériaux plus durables sont utilisés.
Les avantages des systèmes fermés sont :
Une réduction de la quantité de déchets.
Moins de pollution des eaux souterraines et de surface.
Une utilisation plus efficace de l’eau et des engrais.
Augmentation de la production grâce à de meilleures options de gestion.
Réduction des coûts grâce aux économies de matériaux et à l’augmentation de la production.
Il y a aussi un certain nombre d’inconvénients tels que :
La qualité de l’eau requise.
Investissements élevés.
Le risque de dispersion rapide des agents pathogènes présents dans le sol par la solution nutritive recirculante.
Accumulation de métabolites phytotoxiques potentiels et de substances organiques dans la solution nutritive recirculante.
Dans les systèmes commerciaux, les problèmes de dispersion des agents pathogènes sont résolus en désinfectant l’eau par des techniques de filtration physique, chimique et/ou biologique. Cependant, l’un des principaux facteurs qui entravent l’utilisation de la culture en solution nutritive recirculante pour les cultures en serre est l’accumulation de sels dans l’eau d’irrigation. Typiquement, il y a une augmentation constante de la conductivité électrique (CE) due à l’accumulation d’ions, qui ne sont pas complètement absorbés par les cultures. Cela peut être particulièrement vrai dans les milieux aquaponiques (AP) où le chlorure de sodium (NaCl), incorporé dans les aliments pour poissons, peut s’accumuler dans le système. Pour remédier à ce problème, il a été suggéré qu’une étape de dessalement supplémentaire pourrait améliorer l’équilibre nutritionnel dans les systèmes AP à boucle multiple (Goddek et Keesman, 2018).