Aqu @teach : Fertigation

La fertigation est l’utilisation d’engrais dans la combinaison appropriée, la concentration et le pH. La nutrition minérale est essentielle pour une croissance optimale des plantes. Les conditions nutritionnelles optimales peuvent varier selon les espèces végétales, pour la même espèce végétale à différents moments de son cycle de vie, pour la même espèce végétale à différents moments de l’année et pour la même espèce végétale dans des conditions environnementales différentes. Même les systèmes aquaponiques équilibrés peuvent éprouver des carences en nutriments. Les aliments pour poissons n’ont pas nécessairement les bonnes quantités de nutriments pour les plantes et ont généralement de faibles valeurs en fer, en calcium et en potassium (voir chapitre 5). Ainsi, des engrais végétaux supplémentaires peuvent être nécessaires, en particulier lors de la culture de légumes fruitiers ou de ceux qui ont une forte demande en nutriments. Les engrais synthétiques sont souvent trop durs pour l’aquaponie et peuvent perturber l’équilibre de l’écosystème. En général, le fer est ajouté sous forme de fer chélaté pour atteindre des concentrations d’environ 2 mg/litre. Le calcium et le potassium sont ajoutés lors de la tamponnage de l’eau au pH correct. Ils sont ajoutés sous forme d’hydroxyde de calcium ou d’hydroxyde de potassium, ou sous forme de carbonate de calcium et de carbonate de potassium. Le choix du tampon dépend du type de plante cultivée : les légumes à feuilles peuvent avoir besoin de plus de calcium, tandis que les plantes à fructification peuvent avoir besoin de plus de potassium (Somerville et al. 2014c).

Toute solution nutritive hydroponique commence avec l’eau, et il est donc essentiel de commencer par l’analyse en laboratoire d’un échantillon. Les trois principales choses à noter sont l’alcalinité, la conductivité électrique (EC) et la concentration d’éléments spécifiques. L’alcalinité, qui est une mesure de la capacité de l’eau à neutraliser l’acide, est habituellement rapportée en mg/L d’équivalents de carbonate de calcium (CaCo₃). Les valeurs d’alcalinité peuvent aller de près de 0 (dans l’eau très pure ou traitée par osmose inverse) à plus de 300 mg/L de CaCo₃. Plus l’alcalinité de l’eau est grande, plus le pH aura tendance à augmenter dans la solution nutritive. L’alcalinité de la source d’eau est un nombre beaucoup plus important à examiner que son pH : le pH est simplement un instantané unique de l’acidité ou de la base de l’eau, tandis que l’alcalinité est une mesure de son effet de pH à long terme. Ce n’est qu’une fois que l’alcalinité de l’eau sera connue qu’il sera possible de choisir une stratégie d’engrais appropriée. Selon l’alcalinité, il peut être nécessaire de choisir une formulation contenant une plus grande proportion de formes acides d’azote (ammonium ou urée) ou d’ajouter de l’acide pour neutraliser l’alcalinité et contrer l’augmentation du pH (Mattson & Peters 2014).

EC est une mesure du total des sels dissous, y compris à la fois les éléments essentiels et les contaminants indésirables (comme le sodium). CE est donc une mesure approximative de la pureté de la source d’eau. L’EC devrait idéalement être inférieure à 0,25 mS/cm pour les systèmes fermés. L’analyse de l’eau en laboratoire indiquera également quels éléments essentiels et contaminants spécifiques se trouvent dans l’eau. La concentration des éléments essentiels doit être prise en compte lors de la préparation d’une recette de solution nutritive (voir ci-dessous). L’eau du robinet peut souvent contenir des concentrations significatives de Ca, Mg, S et P. Le sodium et le chlorure (sel de table) sont des contaminants courants dans certaines eaux ; idéalement, ils devraient être inférieurs à 50 et 70 mg/L, respectivement (Mattson et Peters 2014).

Les nutriments minéraux sont disponibles sous forme de liquides ou de concentrés de poudre qui sont ensuite dilués avec de l’eau. Les nutriments sont disponibles dans différentes formules qui, lorsqu’ils sont mélangés ensemble, fournissent tous les éléments essentiels. Habituellement, les composés contenant du calcium sont séparés des composés phosphates et sulfates, car à des concentrations élevées, le calcium se combine avec les phosphates et les sulfates pour former des précipités insolubles. Une solution nutritive typique sera divisée en 3 réservoirs : un réservoir de calcium/fer, le macro/micro réservoir contenant tous les autres nutriments, et un réservoir d’acide qui est gardé séparé pour que le pH puisse être ajusté individuellement (Rorabaugh 2015).

Un producteur commencera par une recette de solution nutritive — une liste des composés inorganiques et leurs concentrations finales en mg/L (milligramme par litre) ou en mMol (millimole). La recette doit prendre en compte la plante que vous voulez cultiver, l’emplacement régional et les conditions environnementales, et la période de l’année. Le tableau 3 présente une recette de solution nutritive pour cultiver des tomates à Las Vegas en hiver. Dans les semaines 0-6, la recette est plus élevée en azote, calcium et magnésium pour assurer une bonne structure et une croissance végétative. Dans les semaines 6-12, l’azote est réduit et le potassium augmenté pour améliorer la floraison (reproduction). À partir de la semaine 12, la recette est conçue pour maintenir un équilibre entre croissance végétative et reproduction (Rorabaugh 2015).

Tableau 3 : Exemple de recette de solution nutritive utilisée par Sunco Ltd., Las Vegas NV, pour les tomates en hiver (extrait de Rorabaugh 2015)

HydroBuddy est un programme open source pour le calcul de solutions nutritives pour l’hydroponie. Le programme permet de trouver la quantité de poids de sel nécessaire à la préparation d’une solution nutritive avec une composition donnée ou, inversement, de déterminer les concentrations d’éléments nutritifs dans une solution basée sur un poids fixe donné de sels. Alors que la base de données contient des formulations prédéfinies, le programme peut être personnalisé pour permettre l’ajout d’autres préparations.

*Copyright © Partenaires du projet Aqu @teach. Aqu @teach est un partenariat stratégique Erasmus+ dans l’enseignement supérieur (2017-2020) dirigé par l’Université de Greenwich, en collaboration avec l’Université des sciences appliquées de Zurich (Suisse), l’Université technique de Madrid (Espagne), l’Université de Ljubljana et le Centre biotechnique Naklo (Slovénie) . *