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Les Phytotrons

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La lumière - Mémoire de fin d’études de Romain Gosseries, simplifié pour le particulier. Remastorisé en 2011.

Un peu d'étymologie Phytotron : Phyto vient du grec ancien phytόn (« végétal »). et tron vient de électron XXe Siècle, utilisé comme suffixe pour des mots en rapport avec des instruments scientifiques.

Le phytotron est un lieu de culture ou un dispositif expérimental où l'on maîtrise tous les paramètres permettant la culture de tous types de végétaux dans les milieux les plus divers, grâce aux dispositifs permettant de faire varier notamment les facteurs climatiques, la lumière, l'humidité, l'eau d'irrigation, le CO2.

Dans le but d'étudier la répercution de certains facteurs environementaux ou tout simplement pour augmenter le rendement d'une culture.

Le premier Phytotron expérimental fut inventé en 1942 par Pr, F. W. Went à Pasadena en Californie.

A ne pas confondre avec un Ecotron qui lui est dérivé du mot Phytotron et qui désigne un équipement scientifique qui permet d'étudier en conditions contrôlées les réponses des écosystèmes, des organismes et de la biodiversité aux modifications de l'environnement, comme le changement climatique. Grâce aux écotrons, les scientifiques peuvent isoler des portions d'écosystèmes naturels ou artificiels dans des enceintes, de les soumettre à des variations de climat et de contraintes très variées

Dans notre cas, nous allons traiter les phytotrons pour le particulier adaptés aux petits espaces, nous allons devoir recréer la nature artificiellement et pouvoir en modifier les facteurs à notre guise.

Première partie.

La lumière


Deux critères sont à prendre en compte.

Le photopériodisme ou la photopériode

C'est la durée de luminosité que la plante reçoit par jour, le nombre d'heures de lumière/ensoleillement que la plante reçoit en 24h00 (par ex: 18h/24 correspond +/- à l'été(juin); 12h/24 correspond +/- à la fin de l'été (aout).

  

Exemple: le tournesol grandit quand il a 18 heures de lumière par jour contre 6 heures de nuit (jour long). Si notre plante fleurit à ce moment-là, c'est une plante dite de "jour long" ou héméropériodique". Et si notre plante fleurit quand elle ne reçoit que 12 heures de lumière par jour et donc 12 heures de nuit (comme le tournesol), c'est une plante dite de "jour court" ou nyctipériodique.

Certaines plantes se mettent à fleurir quand leur photopériode raccourcit, d'autres quand leur photopériode augmente. Certaines sont indifférentes à ce facteur.

Pour les personnes possédant une serre, il est possible d'apporter un "éclairage d'appoint" pour augmenter l'activité photosynthétique de toutes plantes en cas d'éclairement naturel insuffisant. Cela revient à apporter, pour une plante dont on veut empêcher la floraison par exemple et qui est nyctipériodique (qui demande +-12h/j de lumière pour fleurir), un supplément de lumière aux heures matinales et en début de soirée qui permettra d'atteindre alors l'équivalent de 18h de lumière/jour.

Le taux de luminosité : le spectre lumineux

Chaque plante est capable d'assimiler une certaine quantité de lumière (les plantes de plein soleil, de mi-ombre et ombragé). Une plante qui aime l'ombre (sciaphile, ex : le lierre « Hedera Helix ») brûlera vite sous une lampe à sodium à faible distance ou exposée plein sud en été. Et en revanche une plante de plein soleil (héliophile, ex : tournesol « Helianthus ») mise à l'ombre aura tendance à filer. C'est pourquoi il faut d'abord s'informer sur la plante que l'on désire cultiver. Il existe aussi les plantes semi-sciaphiles appelée communément mi-ombragées.

Perte d’intensité en fonction de la distance entre la source lumineuse et la canopée des plantes.

Exemple: le tournesol est une plante qui aime le soleil et qui peut assimiler une grande quantité de lumière.

Hedera Helix

Helianthus

Remarque : les plantes ne savent presque pas assimiler la lumière verte présente dans le spectre lumineux (ou lumière visible). Le vert est 70% moins assimilée. Le spectre solaire comprend des rayons Gamma, des rayons X, des U-V(ultra-violets), ensuite nous avons la lumière visible, celle qui nous intéresse, et au dessus de 800 nm (nanomètre), on trouve les I-R (infra-rouges), micro ondes,… Ce qui nous intéresse pour les plantes c'est donc le spectre lumineux allant de 390nm-750nm du mauve violet au rouge sombre. Le meilleur exemple pour percevoir ces couleurs qui nous viennent du soleil est l'arc en ciel dont tout le monde connait le principe qui consiste à réfracter la lumière du soleil par les gouttelettes d’eau tombant dans l’atmosphère tel que le ferait un prisme (expérience du prisme de Newton).

La composition spectrale d'une source de lumière incandescente à spectre continu, comme l'est celle du soleil, peut être définie avec précision par sa température de couleur (ou "Tc") en kelvins (K) ou en mired.

Pour les corps incandescents dits "corps noirs" il y a un rapport constant entre la température du corps chauffé et la composition de la lumière qu'il émet. On sait, par exemple, qu'un morceau de fer chauffé à 800°C est rouge; à 1.000°C jaune; à 1.500°C (sa température de fusion) blanc : le rayonnement émis est d'autant plus riche en radiations bleues que la température est plus élevée.

Les températures en kelvins ne sont autres que les températures exprimées en degrés absolus, c'est-à-dire à partir du zéro absolu (-273°C).

Par exemple, 1 000K correspondent à : 1000 - 273 = 727°C (degrés Celsius).

  

Maîtriser l’éclairage

Nous maîtriserons la photopériode avec un "timer électronique" (allumage et arrêt automatiques des lampes).

Pour l'intensité lumineuse, il y a différents types de lampes et d'intensité (33w /55w /80w /105w / 125w / 150w / 200w / 250w / 300w / 400w / 600w / 750w / 1000w) adaptables en hauteur pour augmenter ou diminuer l'intensité lumineuse.

Les différents types de lampes les plus utilisées :

  • Les lampes à mercure sont plus anciennes et bien que leur spectre (bleu) soit convenable, on ne les utilise plus car leur rendement lumineux de 65lm/W (lumens/ watt) est trop faible comparé aux lampes MH ou HPS.
  • Les MH ou "métal halide, halogénure de methal" - dit lampe photosynthétique - sont des lampes à mercure améliorées avec différents iodures de métal (thallium). Elles sont prévues pour des plantes en phase d’enracinement et de croissance avec un spectre plus porté sur le bleu qui reproduit la lumière du début d'été et qui stimule plus vigoureusement la croissance et le développement racinaires. Mais pour des raisons d'environnement, elles ne sont plus trop vendues car une lampe MH coûte beaucoup plus cher à recycler qu'une ampoule à sodium (HPS).
  • Les HPS (haute pression sodium ) - lampes photopériodique fournissent une lumière adaptée aux plantes en période de floraison et de fructification avec un spectre fort rouge-orange qui reproduit la lumière de fin d'été. Il y a des ampoules HPS qui produisent aussi l'équivalent de 30w de lumière bleue en plus pour être aussi efficace en croissance qu'en floraison (type AGRO). Ces lampes sont intéressantes pour les serres ou grandes pièces avec de grandes plantes. Elles génèrent une quantité importante de chaleur qui provoque une grosse perte d'énergie mais qui peut être avantageuse dans certains cas quand il n'y a pas de chauffage.

Pourquoi la lumière est plus rouge en automne qu’en été ? Car les gaz présents dans l’atmosphère ont pour particularité de refléter particulièrement les rayons bleus ayant une longueur d’onde plus courte que les rayons rouges. En automne la lumière du soleil doit traverser une couche d’atmosphère plus épaisse qu’en juillet dû à l’angle dans lequel se situe le soleil (voir schéma ci-dessous). Davantage de rayons bleus sont alors renvoyés dans l’espace laissant plus de « place » à la lumière rouge. (rappelez-vous les couchés de soleil).

Le même principe est aussi responsable des variations climatiques saisonnières. Les rayons du soleil d'été, hauts dans le ciel, arrivent sous un angle abrupt et chauffent la terre beaucoup mieux que ceux de l'hiver, qui frappent le sol avec un angle plus marqué. Bien que la durée du jour soit un facteur important dans l'explication de la chaleur des étés et de la froidure des hivers, l'incidence de la lumière du soleil est en réalité plus importante.

En été, dans l'Arctique, bien que le soleil brille 24 heures sur 24, il fait plutôt froid, parce le soleil est bas sur l'horizon et que sa lumière arrive sous un angle faible.

Sans athmosphère le ciel serait noir et non bleu, couleur bleu qui ne sont que les reflèts des rayons du soleil dans l'athmosphère.

MH: spectre porté sur le bleu utilisé pour la croissance.

HPS: Spectre porté sur le rouge, orange utile à la floraison.

HPS agro: spectre porté sur le rouge orange et bleu utile tant en croissance qu’en floraison ou fructification.

Il existe des lampes économiques-105.125.150.200.250.300W ayant un spectre allant de 2100° à 14000°. 2100° kelvin pour la floraison, fructification, 6100° kelvin pour la croissance et 14000°K pour la phase d'enracinement. L'avantage, contrairement au HPS/MH, c'est que l'ampoule ne chauffe presque pas et le ballast est intégré à l'ampoule. L'ampoule émet 60% de "par" (en français, de "rap" - radiation photosynthétique active) comparé aux lampes à haute pression qui fournissent entre 20-28% de par. Le reste de l'électricité consommée étant transformé en chaleur par l'ampoule et le ballast.

Le « par »

C'est la quantité lumineuse, la quantité de lumière réellement émise par l'ampoule et qui est assimilable par la plante. De plus pour les lampes ECO l'ampoule n'étant pas chaude, elle peut être positionnée plus près des plantes, donc fournir une meilleure luminosité.

Ces lampes sont idéales pour les petits espaces comme un placard ou une vielle armoire car il n'y a aucun problème de chaleur, donc pas besoin d'extraction d'air. Il ne reste qu'à renouveler le CO2.

Pour les murs, il faut les recouvrir d'une bâche blanche ou d’un film réflechisant du tipe mylar. Cela permet de refléter de manière optimale la lumière emis par les lampes vers les plantes et d'empêcher que les parois prennent l'humidité.

Pendant la nuit, les lampes sont éteintes et toutes les entrées de lumière sont éliminées en employant la bâche bl/nr. Cela permet d'obtenir une nuit noire (c'est le black out), ce qui permet de stimuler plus fortement la croissance des plantes grâce aux hormones de croissance qui sont produites lors de la phase de nuit.

L'éclairage étant en permanence à la verticale (zénith), il faut augmenter le nombre de sources d’éclairage si ce sont des grandes plantes, car les parties basses de la plante sont alors mal éclairées (fruit faible, branche peu vigoureuse.)

Un système d'éclairage sur rail permet d'augmenter de 50% la surface de culture mais l'investissement plus ou moins honéreux en fera réfléchir plus d'un.

les Phytotrons 2 L'humidité : cliquez ici

Les phytotrons 3 La température : cliquez ici

Les phytotrons 4 l'eau : cliquez ici

Les phytotrons 5 le dioxide de carbone : cliquez ici

L'humidité : Mémoire de fin d'études de Romain Gosseries, simplifié pour le particulier. Remastorisée en 2011.

L’humidité relative ou Hr

Certaines plantes ont besoin d'un taux élevé d'humidité. C'est le cas des plantes tropicales ou aquatique ( hygrophile ex: Alocasia ). Il y a aussi des plantes qui sont adaptées à des climats chaud et secs ( Xérophile ex: mamillaria, cactacées,. )

  

Alocasia robusta plante Hygrophile

  

Mamillaria plante Xérophile

Le taux d'hygrométrie ou d'humidité est la quantité d'eau sous forme gazeuse « molécules d'eau ou micro gouttelettes », que l'on rencontre dans l'air ambiant. Par jour de beau temps, le taux d'humidité varie entre 40 % et 60 %. Et pendant les jours de pluie cela va de 80% à 100%. L'idéal est que l'humidité reste constante et entre 60-80% Hr pour la phase végétative.

l'hygrométrie à ne pas confondre avec L'hydrométrie qui concerne les mesures d'écoulement de l'eau ou etablissement des cartes des niveaux d'eau.

L'air peut absorber plus ou moins de vapeur d'eau en fonction de sa température. Plus l'air est chaud, plus il peut stocker de « molécules d'eau ». A l'inverse, plus il fait froid moins l'air peut emmagasiner d’H20. D'où l'apparition de buée sur les vitres froides dans des atmosphères humides, la condensation des micro goutelettes d’eau se fait là où l’air y est plus dense ( par exemple les salles de bain, voiture en hiver,... )

Exemple ;

- à – 20°c, l'air peut contenir 1.07 g/ml d'eau par mètre cube d'air.

- à + 20°c, l'air peut contenir 17.15g/ml d'eau par mètre cube d'air.

- à + 40°c l'air peut contenir 50.67 g/ml d'eau par mètre cube l'air.

Cela nous permet de comprendre mieux l’incidence de la température sur le dessèchement de l’air lors de l’élévation de la chaleur.

Nous calculerons le taux d'humidité et la température avec un même appareil qui affiche aussi la température et l'hydrométrie maximales et minimales qu'il y a eu durant les dernières heures pratique pour surveiller les piques de température. L’appareil est parfois fourni avec une sonde pour capter la température extérieure. vous pouvez en trouver dans nos growshops.

  

Comme certaines lampes du type HID = HPS/MH créent une forte chaleur par leurs ampoules et leurs ballasts, le taux d'humidité peut vite descendre à 40% ( vue que l’air peu emmagasiner plus d’eau ).

Si en journée la pièce est mal aérée ou mal humidifiée cela se traduira par une augmentation en chaleur qui va crée une diminution du taux d'humidité. Dans ces conditions-là, la plupart des plantes referment alors leurs stomates pour éviter de perdre trop d'eau (évapotranspiration) car l’eau qu’elles contiennent leur est précieuse pour leur survie. Elles n'assimilent alors plus le CO2 présent dans l’air ambiant, l'absorption racinaire est ralentie. Par conséquent cela se traduit pas des facteurs limitant la photosynthèse donc un ralentissement de la croissance et du développement général.

Echange gazeux :

A : Évapotranspiration foliaire. B : Absorbation d’eau + sel minéraux

Stomate fermé

Stomate ouvert

Plusieurs solutions s’offrent à vous pour augmenter l’humidité de manière constante, à commencer par augmenter l’humidité à l’aide d’humidificateur à ultra son, plusieurs modèles existent du genre Mist maker ou autre à choisir en fonction du volume du phytotron, du d'ébit de l'éxtracteur et de l'intensité de la lampe HID.

Dans une serre, il suffit d’asperger les rangées entre les plantes pour générer de l’humidité pour de nombreuses heures.

SYSTEM D à éviter : l’utilisation de petits réservoirs d’eau ou dans certain cas de verres d’eau ne sert absolument à rien, l’évaporation qui en découle est quasiment inexistante.

Pour notre phytotron, il y a des humidificateurs d'air avec hygromètre intégré qui permettent d'obtenir un taux d'humidité constant et donc d'optimaliser le rendement en partie car la plante ne subit pas de perturbation hygrométrique (des hauts et des bas). L’humidificateur s'arrêtera automatiquement lorsque les lampes s'éteignent pour éviter une hausse d'humidité pendant la nuit dû à la baisse de température, ce qui est néfaste aux plantes, mais favorable aux développement d’ennemis pathogènes ( du type maladie fongique)…

Oidium

Mildiou

Botritis

Il existe aussi des hygrostats qui contrôlent le taux d’humidité en enclenchant ou en interrompant le système d’humidification en fonction de l’hygrométrie désirée.

    

Pour les boutures herbacées ( qui regroupent un grand nombre de plantes ), nous pouvons utiliser des systèmes de bouturage à l'étouffée.

Cela consiste à augmenter le taux d'humidité jusqu’au maximum, à saturation = 90-100% (avec une bâche transparente ou une mini serre), ce qui permet à la plante de ne pas transpirer malgré ses stomates ouverts. Cela vient du fait que l'air est saturé en eau et que donc la plante ne peu plus « transpirer » le taux élevé d’humidité se remarque grâce au dépôt de tout petit goutte d’eau sur les parois les plus froides (voir photo ci-dessous )

L’intérêt est que la bouture ne se déshydratera pas, elle aura le temps de créer ses propres racines pour subvenir à ses propre besoins. Il est aussi possible d’acheter une serre chauffante, ou un câble chauffant. ce qui apporte de l’énergie sous forme de chaleur directement à la plante, cela accélère le développement racinaire ainsi que l'assimilation racinaire. Réussite optimale.

Pour les plus téméraires d’entre vous qui n’arrivez pas à faire prendre racine à une plante herbacée il existe aussi le marcottage ou le marcottage aérien qui est un peu le même principe que le bouturage mais à la différence que le fragment « la bouture » n’est prélevée sur le sujet qu’a partir du moment ou ses racines se sont formées.

Méthode habituellement utilisé exclusivement pour les plantes ligneuses qui sont difficiles à multiplier par le semi ou par le bouturage.

Marcottage d’un lierre

Hormone d’enracinement en poudre en gel ou en liquide.

    

Marcottage Aérien d’un Acer palmatum.

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La température - Mémoire de fin d’études de Romain Gosseries, simplifié pour le particulier. Remastorisé en 2011.

La vie active se situe entre -5°c et 45°c. Certaines plantes sont affectées par la différence de température nocturne et diurne, cela s'appelle le thermopériodisme.

Exemple: pour les tomates, une température plus froide la nuit favorise la croissance.

      

Toutes les plantes ont une fourchette de température optimale pour la croissance pour le jour et la nuit. Exemple pour les tomates : 25° le jour, 20° la nuit au Stade 2-3 feuilles, après cela un thermopériodisme journalier optimum de 7-10°C doit être respecté cet écart jour/nuit est indispensable pour obtenir une croissance et une fructification optimale.

Pour la nuit, c'est facile. Dans une maison ou dans un appartement, la température est assez douce la nuit donc il ne faut pas chauffer le lieu de culture en cas de température négative. Donc aussi aucun problème de gelée nocturne blanches ou encore des gelées noire…

  

La gelée blanche d’automne est visible sous forme de rosée prise en glace. La rosée s'est d'abord déposée sur le sol et la végétation par condensation au moment dit "de température du point de rosée" lorsque l'air arrive à saturation d'humidité, généralement avant que la température ne devienne négative.

Au cours de la nuit la température s'abaisse plus ou moins régulièrement, en moyenne de un degré par heure, la gelée blanche survient au passage à 0°C au sol, alors que la température sous abri est encore positive. La gelée blanche peut provoquer des dégâts très importants sur les fruits. La gelée noire quant à elle est un déplacement d'une masse d'air froid à température négative. La température peut s'abaisser de plusieurs degrés en quelques minutes. Elle n'a pas d’apparence particulière sinon celle de la nuit. La masse d'air froid qui se déplace présente un taux d'hygrométrie assez bas, le point de rosée, négatif, n'est pas encore atteint au moment du passage à O°C.

Il n'y a donc pas de rosée au sol. On parle de "gelée par convection". La couche d'air froid peut atteindre plusieurs mètres d'épaisseur / hauteur.

Si l’espace de culture est mal isolé ou dans une cave et que la température descende à 10-12°C il est possible d’apporter de la chaleur au plante par les racines. Cela consiste à tendre un câble chauffant sous les pots, ou au de déployer une tapis racinaire chauffant.

L’apport de chaleur aux racines est important d’une part car la chaleur favorise l’assimilation de l’eau. En horticulture une règle dit : la tête doit être au frais et les pieds au chaud. Et d’autre part car la partie aérienne des plantes sont moins sensibles au froid que le système racinaire.

En intérieur le jour, il peut y avoir une hausse de température à cause des lampes HID et de l'espace trop petit. Il existe plusieurs méthodes pour refroidir un phytotron " de petit échelle".

Exemple : une HPS 400w consomme en réalité 440watts d'électricité/heure. 40w sont transformés par le ballaste en chaleur soit 10%. 280w sont dégagés sous forme de chaleur par l'ampoule ce qui explique la distance minimale de 50cm entre les lampes et les plantes, et seul 120w sont transformés en lumière assimilable par les plantes. Ces chiffres varient en fonction des ampoules plus ou moins éfficaces.

Première méthode pour refroidire une chambre de culture : le "cool tube ou réflecteur ventilé" pour les lampes à décharge, permettant d'emprisonner la chaleur dégagée par l’ampoule dans un tube transparent de +/- 125 ou 155 mm de diamètre, qui est directement relié par une gaine à un extracteur d'air. Cela permet d'avoir une température idéale et constante, une excellente luminosité et un renouvellement du CO2.

    

1- Filtre au carbone - 2 - Extracteur RVK 250m3 - 3 – Suspension (filtre et extracteur) - 4 - Gaine – 5 - Collier de serrage – 6 – Cool tube – 7 Suspension ou Easy roller (lampe) – 8 – Sortie.

2éme option plus simple et moins coûteuses pour réguler la température et par la même occasion renouveler le CO2, on installe un extracteur en hauteur (pour extraire l'air trop chaud et pauvre en CO2 car le dioxyde de carbonne es un gaz lourd– l'extracteur est relié à un thermostat programmé pour obtenir une température optimale. La gaine évacue l'air vers l'extérieur assurant ainsi un renouvèlement permanent d’air frais et riche en Co2. On peut aussi créer un appel d'air frais de l’extérieur, par exemple par une fenêtre ouverte ou en installant un « intracteur » avec un plus faible débit que l’extracteur pour assurer une dépression. L’intracteur qui aspire de l'air extérieur doit être filtré de préférence pour éviter l'intrusion potentielle de nuisible dans nos cultures.

3ème méthode : l'utilisation de lampes ECO qui ne produisent pas ou peu de chaleur. Placée à 10 -15 cm des plantes, l’ampoule ne risque pas de brûler les feuilles, mais son efficacité se limite bien souvent à la croissance végétative due à la faible pénétration lumineuse générée par ce type d’ampoule.

Et la 4éme et dernière manière de résoudre l’excès de température est de combattre le mal par le mal d’un point de vue scientifique les plantes peuvent supporter des température extrêmes de 30-42 °C. Mais pour que les plantes supportent cette température excessive sans subir de facteur limitant la photosynthèse il est primordial d’augmenter l’Hr pour que la plante puisse avoir une évapotranspiration optimale. Il faut augmenter la fréquence d’arrosage ainsi que l’électro conductivité de la solution nutritive pour suive le métabolisme accéléré et pour réhydrater la plante. Pour finir si vous voulez accélérer significativement le métabolisme de vos plantes vous pouvez faire un apport en dioxyde de carbone dans la chambre de culture.

Ce que les plantes n’aiment pas sont « les extrêmes » par exemple une température haute avec une humidité basse ex : 29°C pour 30-40% Hr, ou l’inverse une température basse avec une humidité relative qui es haute ex : 12°C pour 70% Hr.

Car d’une part quand il fait chaud et sec la plante n’assimile pas bien l’eau et le Co2 et d’autre par ce type de climat est favorable au développement de pathogène du type pucerons et acariens.



(Photo 1 taille réel)

(Photo 3 : X40)



(Photo 1 Pucerons)

(Photo 2 élevage de pucerons par des fourmis pour en récupèrer le miellat)

Tetranychus urticae, acarien de la famille des Tertanychidaesont des espèces ravageuses cette famille est capable d'infester plus de 2 300 espèces végétales différentes.

Pour l’éradiquer le produit Nite Spider mite sera votre meilleur ami et celui de vos plantes.

Les Tertanychidae Font la taille d’une pointe de bic et peuvent se présenter sous plusieurs couleur (blanche, orange, verte, rouge, noir).

L’auxiliaire de culture « ou l’ennemi prédateur de l’araignée rouge » adéquat s’appelle Phytoseiulus persimilis et est utilisé pour les grandes surfaces du genre serre ou phytotron à grande échelle quand la pulvérisation de produit phytosanitaire est trop fastidieuses et d’autre par car l’achat de minimum 10.000 auxiliaires de culture n’est pas adapté à de petit espace.

Repérage

Capture

Exosquelette vide

Pour ce qui est des températures basses avec un taux d’hygrométrie important cela a pour incidence le développement de pathogène du type maladie fongique.

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L'eau - Mémoire de fin d’études de Romain Gosseries, simplifié pour le particulier. Remastorisé en 2011.

Nous y retrouverons 2 critères importants :

- le pH ou potentiel hydrogène (le taux d'acidité de la solution nutritive ou du substrat). Cela correspond à l'acidité ou de l'alcalinité d'une solution. Cela fait varier l'accessibilité des différents nutriments (Echelle allant de 0.0 = acide, 7.0 = neutre, 14.0 = alcalin pure ou basique) le PH idéal en substrat terreau est de 6.5 et en Hydroponie 5.5. Différents testeurs existent.

  

- l'EC ( Electical conductivity -électro conductivité), c'est le taux, la concentration de minéraux présents dans une solution mais cela ne donne qu'une idée globale de la concentration. Calculé en (µs ou ms), microSiemens et milliSiemens, il ne donne pas le ou les éléments déficients.

Certains cultivateurs disent que l’eau purifiée ou distillée aide leurs plantes à pousser plus vite. Cela est dû au sodium et aux métaux lourds que l’on trouve dans l’eau dure (eau courante) et qui ne sont pas présents dans l’eau purifiée. L’eau dure tend à déposer des sels alcalins dans la terre qui enferment les minéraux, et qui causent des déficiences en fer, zinc, et cuivre. Il y a plusieurs types d’eau purifiée, mais beaucoup ont des minéraux qui peuvent amener un dépôt de sel après un certain temps.

L’eau du robinet est soit chaude soit froide. Le tuyau froid a moins de calcium et de sodium à l’intérieur, et doit contenir moins de sédiments quand le robinet a été ouvert pendant 30 secondes. L’eau chaude aura de la rouille, beaucoup de sodium et de calcium, calcaire, tellement que vous le verrez facilement en suspension dans l’eau.

Utilisez seulement la quantité minimum d’eau chaude pour amener l’eau à température correcte (20 à 22°C). Et pour les plus délicats d'entre nous, l’eau du robinet filtrée au travers de carbone actif sera sans chlore et sans grosses particules, mais elle contiendra quand même certains solides dissous tel que le sodium et les métaux lourds (arsenic, nickel)

Il existe des osmoseurs qui filtrent à 99% l'eau mais le problème est qu'il faut traiter 10 litres d'eau pour en récupérer 5 litres d'eau pure.

Les plantes ont des besoins plus ou moins différents en eau selon leur âge et selon le type de plante à cultiver. L'helianthus par exemple à besoin de beaucoup d'eau (et donc de plus d'engrais) surtout durant les jours de beau temps car il a une croissance plus rapide. Si notre plante reçoit une grande quantité de lumière et qu'elle n'a pas assez d'eau, d’engrais, d’humidité cela se traduit alors par un « facteur limitant la photosynthèse ».

Généralement, les plantes qui aiment le soleil sont des plantes qui peuvent assimiler une grande quantité de minéraux après un certain âge dû à la forte photosynthèse réalisée par les feuilles ce qui permet la création de glucides simples et par la suite de la matière vivante complexe.

Elles peuvent s'habituer à des espaces racinaires réduits (containers, pot,...), mais il faut compenser cela avec de l'engrais supplémentaire soluble dans l'eau si nous voulons avoir un développement sain et sans carence.

Les nouveau AIR POT sont une nouvel génération de pots. L’avantage est double : d’une part les nombreux trous et la grille du fond crée un apport optimale d’oxygène au niveau des racines ce qui lui es aussi primordiale que l’eau.

  

D’autre part, la forme particulière de la surface de l'AIR POT crée un applatissement des racines sur les parois et donc une augmentation de la surface racinaire ce qui crée un apport plus important en eau et en sels minéraux.

L'arrosage se fera tous les matins car elles absorbent l'eau majoritairement pendant la journée. Pour faire la photosynthèse, elles absorbent les minéraux dans le sol accessible grâce à l'eau présente au niveau des racines. L'eau et les minéraux appeler "sève brute" sont véhiculés aux feuilles par le xylème qui grâce à l'énergie lumineuse peuvent photosynthétiser dans la feuille et certaine tige. A ce moment-là, la sève brute est transformée en sève élaborée et est ensuite véhiculée par le phloème aux racines. L’énergie est emmagasinée dans les racines et servira de « grenier à grains » nécessaire durant la nuit quand la plante ne reçoit plus d’énergie lumineuse et surtout lors de la phase de floraison et de fructification.

Pour les enfants

Pour les grands enfants

La nuit, la plante ne recevant plus d’énergie lumineuse utilise alors une partie de l’énergie emmagasinée dans les racines le jour pour renforcer ses tiges, développer ses feuilles et soigner ses petites blessures.

Il faut veiller à donner la bonne quantité d'eau aux plantes surtout avec de jeunes plantes et semis car si de l'eau stagne, cela peut engendrer des problèmes d'asphyxie radiculaire (racinaire) ou être favorable au infection du substrat du type maladie fongique "fonte des semis" (excepté pour les plantes aquatiques et marécageuses).

Les engrais



Les plantes ont des besoins différents tout au long de leur vie en (NPK) azote, phosphore et potassium principalement et en oligo-éléments (Mg magnésium, Fe fer, Ca calium, Cu cuivre, Zn zinc, B bore,..) et vitamine.

N est l'Azote (N pour nitrogen). Numéro Atomique 7

L’azote est indispensable pour la bonne croissance des végétaux. Il contribue au développement de tous les éléments de la plante (racines, tige et surtout les feuilles). On l'emploie surtout en début de printemps pour favoriser une croissance rapide sur les végétaux ayant un feuillage très important (salade, bananier, bambou, plante d'intérieur...). Il ne devra pas être utilisé en fin de saison car il fragilise les plantes par une pousse trop rapide. Elles ne seraient alors pas assez résistantes pour passer l'hiver. Il est à noter que trop d'azote donne une moins bonne récolte de fruits, de bulbes, de fleurs et que cela peu favoriser le développement de maladie fongique comme l'oidium... On le trouve principalement dans les fumiers frais.

P est le Phosphore. Numéro Atomique 15

Le Phosphore rend les végétaux plus robustes en favorisant l'émission de fibres aux niveaux des racines et des tiges. Les plantes sont alors mieux armées pour lutter contre les parasites. Il est indispensable pour la production de fruits. et pour un développement sain des racines. On en retrouve en grande quantité dans le guano de chauve souris "guano kalongue, guano THC maximum".

K est le Potassium (K du latin Kalium). Numéro Atomique 19

C'est le Potassium qui permet à la plante d'assimiler les autres constituants et favorise les réserves de la plante au niveau des racines et assure un bon développement des fruits (tomates, haricots, pomme de terre...) tout en améliorant le goût. Il est bénéfique en fin de saison pour permettre aux plantes d'affronter l'hiver. On le trouve principalement dans la cendre.

Tous les engrais utilisés dans notre phytotron pour les plantes condimentaires ou aromatiques seront des engrais organiques car tout ce que nous donnons à notre plante, nous le retrouvons ensuite dans notre alimentation.

Il existe différents types d'engrais :

  • Les engrais minéraux, d'origine minéral sont directement assimilables par la plante. L'avantage est sont efficacité immédiate et l'inconvénient es qu'il peu entrainé un sur fumage " Overdose d'engrais".
  • Les engrais organiques, d'orignie Naturel ou organique seront principalement biodégradés dans le sol avant d'étre assimilables par les plantes. Avantage : presque pas de brûlure possible "sur fumage"
  • Les engrais pétro-chimique, Engrais rafiné à partir de source pétrolière (matière première = pétrole).

Pour les boutures lignieuses ou herbacées, on utilisera si de préférence de l'hormone d'enracinement sous forme de gel, ou sous forme de poudre que nous appliquons sur la bouture au moment du bouturage. L’idéal est d’utiliser en combiné des engrais et des "stimulateurs" racinaires solubles dans l'eau d'arrosage (roots).

Hormone en poudre

 

Hormone en gel

 

Stimulateur liquide

Pendant la croissance, pour les melons, tomates,… il peut être bon d'apporter un peu d'engrais d'enracinement afin d'assurer une absorption suffisante d'eau et de minéraux nécessaires pour la période de floraison et de fructification.

Pour les plantes en croissance, nous utiliserons des engrais quotidiens du type 8/3/6 à raison de 1-4ml /litre d'eau d'arrosage avec un taux d'azote supérieur pour maintenir une croissance vigoureuse.

Il existe aussi des stimulateurs de racine, croissance et de floraison qui permettent d'accélérer le métabolisme de la plante et qui accélèrent le processus de développement végétatif et floral.

Pour les plantes en floraison et en fructification. Nous utiliserons plutôt un engrais du type 1.5/13/14 qui favorise le développement des fleurs et des fruits.

Nous pouvons en fin de fructification rajouter un complément de potassium 1.5/1/9. Il y a aussi des aromatisants à base de mêlasse de betterave par exemple pour parfumer vos roses ou aromatiser vos fruits & légumes (améliorateur organique d'odeur et de goût) ca particularité es d'augemanter la production d'alcaloide donc plus de goût plus d'odeur,.. d'autre si une carence en potassium survient durant la floraison cela a pour incidence le gonflement des ovules et des ovaires.

Nous pouvons aussi utiliser des stimulateurs de floraison qui permettent d'avoir une quantité plus élevée de fleurs, donc d'augmenter le nombre de fruits et par conséquant la récolte.

Les phytotrons 1 la lumière : cliquez ici

Les phytotrons 2 l'humidité : cliquez ici

Les phytotrons 3 la température : cliquez ici

Les phytotrons 5 le dioxide de carbone : cliquez ici

Le C02 important facteur de croissance - Mémoire de fin d’études de Romain Gosseries, simplifié pour le particulier. Remastorisé en 2011

Le CO2 est sans aucun doute le facteur le plus important pour la croissance de vos plantes et pourtant le moins perceptible. C'est pourquoi ce critère est tellement négligé chez les amateurs.

Récapitulons vite fait :

Le jour, les plantes assimilent l’eau au niveau des racines pour effectuer la photosynthèse au niveau des feuilles, là où sont principalement situés les stomates permettant les échanges gazeux. Les végétaux photosynthétiques absorbent le CO2 ou dioxyde de Carbonne présent dans l’atmosphère pour effectuer une synthétisation de l’énergie lumineuse grâce à la chlorophylle présente dans les chloroplastes situés dans les cellules végétales. Ce processus s’appelle « la photosynthèse » le bénéfice étant la synthétisation de glucide, le résidu étant de l’eau et de l’oxygène évacués sous forme gazeuse ou sous forme de vapeur, appelé "évapotranspiration" . Au même moment, les végétaux réalisent une autre réaction chimique appelée « la respiration » qui est principalement réalisée la nuit quand la plante ne reçoit plus d’énergie lumineuse. Les végétaux récupèrent les sucres ou glucides de réserve et la synthétise en matière vivante complexe, le résidu étant le CO2 rejeté lui aussi sous forme gazeux. Voilà pour la petite histoire.

Photosynthèse

La plante à besoin de CO2 pour fabriquer ses propres cellules (dit autotrophe), Une fourniture adéquate en CO2 est donc nécessaire pour que la plante photosynthétise. Donc s'il y a une forte concentration en CO2, la plante peu accélérer son processus de photosynthèse. Dans un espace clos avec des plantes sous lumière artificielle, le taux de CO2 est vite descendu au-dessous du seuil de 100ppm, ce qui entraîne un arrêt du développement ou du moins un ralentissement qui se traduit par une perte de productivité. Autrement dit « se traduit par un facteur limitant la photosynthèse » ( échelle de mesure des appareils allant de 0 à 5000ppm).

Une plante utilisera rapidement le CO2 de son entourage immédiat. Vu qu’une plante ne peut bouger pour aller chercher de l’air riche en gaz carbonique, si rien n’est fait pour faire circuler l’air, la plante va souffrir d’un manque de CO2 et va arrêter de produire les sucres dont elle a besoin pour son énergie et sa croissance. Si l’air est remué, par des ventilateurs ou d’autres systèmes de ventilation, la plante a plus de CO2 disponible, et elle se développera plus vigoureusement. Si en addition du mouvement d’air, on ajoute un enrichissement en CO2 dans la chambre de culture, la plante répondra par une accélération de la croissance, une augmentation du développement floral, et par conséquent une fructification gargantuesque.

Le CO2 est calculé et mesuré en « partie par million » ou ppm. L’air de la campagne contient environ 300 ppm (soit 0.3 litre de CO2 pour 1000 litres d'air = 1m3 d’air environnant). L’air de la ville contient environ 400-500 ppm (0.4-0,5 litre/ 1000 litres d'air). La plupart des chercheurs mettent le niveau pour un taux de croissance maximum à 1500 ppm (1.5 litres /1000 litres d'air), ou environs 4x fois le niveau de l’air extérieur.

Au temps du Jurassic, il y a 170 millions d’année, les végétaux étaient 2 à 3 fois plus grands dus en partie à cause du taux de Dioxide de carbonne plus élevé qu’à l’heure actuelle, estimé à 1950ppm.

Rajouter du CO2 dans une chambre de culture est en quelque sorte la cerise sur le gâteau. Si nous insérons artificiellement du CO2, il faut pour bien faire augmenter l'hydrométrie car si l’atmosphère es trop sèche les stomates des feuilles se referment limitant ainsi l’échange gazeux se traduisant pas un facteur limitant la photosynthèse. Si l’Hr est trop haute, 95-98%, la plante a tous les stomates ouverts mais le taux d’humidité est tel que la plante ne peut plus transpirer, un peu comme nous dans un hammâm et par conséquent la plante ne peut plus "transpirer" ou éffectuer le phénomène d'évapo-transpiration, elle n’assimile plus le CO2 et donc cela se traduit à nouveau par un facteur limitant la photosynthèse.

Pour bien faire, il faut aussi augmenter la température à environ 29°C pour augmenter la transpiration des végétaux, leur permettant d’assimiler plus de CO2. La quantité d’eau d'arrosage aussi est plus importante car le métabolisme de la plante est accéléré. Il faut par conséquent augmenter les fréquences d’arrosage ainsi que l’apport de nutriment car la plante a une demande plus importante en minéraux. Si elle ne reçoit pas un apport journalier en nutriment, elle arrivera vite à saturation du pot ou du substrat dans lequel elle se situe et cela se traduira une fois encore par un facteur l’imitant la photosynthèse ensuite par des carences majeures.

Il existe des systèmes de diffusion de CO2 intéressants (pour les plus passionnés d'entre nous) mais relativement onéreux pour le particulier. Ils sont constitués d'une bonbonne 20Kg

   

Bonbonne Co2 miniature Bonbonne brasseur

contenant du CO2 liquide (que l'on trouve chez les brasseurs), d'un détendeur pour fournir un débit correct, un injecteur de CO2 pour quantifier le débit (électrovanne) dont l'extrémité est située au niveau des plantes, derrière un ventilateur ou plus professionnellement dans un tuyaux micro perforé avec une sonde de laquelle un petit ordinateur calcule de débit de CO2 à apporter en fonction du CO2 présent dans la piece. Investissement conséquent mais justifiable (voir tableau comparatif si dessous). Evidement le CO2 n'est pas incorporé pendant la phase nocturne car les besoins de la plante sont différents la nuit. Elle requiert alors de l’oxygène et rejette du dioxide de carbone.

Sinon il y a notre méthode de grand-mère pas cher, environ 30 euro, et très efficace qui est automatisable sans odeur et sans risque. Pour connaître notre méthode… passez nous voir au magasin et nous vous ferons un plaisir de vous dévoilez notre secret…

Voici un tableau montrant la production d'aubergines en serre.

La production de fruits d'aubergine est représentée en gr par m² (par semaine) suivant un enrichissement de l'air en CO2 et en apport d'éclairage d’appoint ou éclairage artificiel (lampes « Old shool » mixtes mixopal de 500 W).

CO2 /éclairage Sans éclairage Avec éclairage Effet éclairage
Sans enrichissement 824 2.640 320%
Avec enrichissement 2.589 3.814 147%
Effet enrichissement 314% 144%  

  

Nous voyons que sans enrichissement nous obtenons 824 g et que si nous apportons ou de l'éclairage artificiel ou du CO2, la récolte peut monter à 320% de la production habituelle en serre. Et si nous couplons les 2, nous obtenons une récolte supplémentaire de 467%.

Il faut garder à l'esprit qu'il s'agit de serre, et pas de phytotron.

Pour info : Quelle est la différence entre fruits et légumes ?

En termes botaniques on désigne généralement comme "fruit" l'organe végétal constitué de la graine et des différentes couches protectrices. On désigne comme "légume" toutes les autres parties comestibles de la plante (racines, feuilles, tiges) le poivron en thermes botaniques est donc un fruit et non un légume.

En termes culinaires et dans le langage courant le "légume" désigne n'importe quelle partie du végétal qui est employée dans un plat généralement salé. Il existe aussi des légumes fruits comme la tomate.

Maintenant que vous connaissez les bases nous allons voir plus scientifiquement se qu’il se passe dans la plante en phase de jour et de nuit.

Voici l’analyse simplifiée de l’activité photosynthétique des végétaux à chlorophylle On sait que des réactions intermédiaires faisant intervenir des atomes de phosphore conduisent en définitive à la synthèse de la plupart des substances organiques indispensable à la vie des organismes supérieurs. Par ailleurs, seule une partie de la réaction nécessite un apport de radiations (voir schéma si dessous)

Melvin Calvin née le 8 avril 1911 au Minnesota – 8 janvier 1997

Voici d’après Melvin Calvin (prix Nobel de chimie en 1961) un schéma simplifié des réactions qui se déroulent à l’intérieur des cellules végétales renfermant les chloroplastes

PHASE LUMINEUSE

2 H2O + EL ou Energie lumineuse = 2 (H) + 2 (OH)
(eau absorbé)       (hydrogène réducteur)   (groupement oxydant)
2 (OH) = ½ O2 + H20
(Groupement oxydant)   (Oxygène rejeté)   (Eau résiduelle)

(A multiplier par 12 pour intervention dans la réaction suivante)

On utilise souvent la formule simplifiée suivante qui permet de mettre en évidence les principaux élément utilisés, mais ne prend pas compte de l’origine hydrique de l’oxygène rejeté :

6 CO2 + 24 (H) = C6 H12 06 + 6 H20
(Gaz carbonique absorbé)   (hydrogène réducteur)   (glucose synthétisée)   (eau résiduelle)
6 CO2 + 6 H2 O + EL ou Énergie lumineuses = C6 H12 06 + 6 02
(264gr)   (108gr)   (675 Kcal)   (180gr)   (193gr)

La respiration chez tous les êtres vivants (hommes, animaux, végétaux) est un processus de mobilisation de l’énergie, par lente oxydation des matières organiques synthétisées par les plantes vertes. Ces dernières n’échappent pas à cette règle, et ce processus se déroule, schématiquement, en sens inverse de la réaction indiquée ci-dessus (libération de 675 K.cal pour 180 gr de glucose oxydé).



Prochain épisode LA MISE EN PRATIQUE!!!

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