Systèmes hydroponiques

Types de systèmes hydroponiques

Les plantes cultivées dans un système hydroponique n'ont pas besoin de terre, mais elles nécessitent toujours une base stable pour prospérer. La culture des plantes dans l'eau ou la brume est le principal objectif de l'hydroponie. Les racines ont besoin de quelque chose pour s'ancrer, ce que l'on appelle le substrat. Lorsque l'eau riche en nutriments coule sur les racines, elles reçoivent leur nourriture.

Voici quelques types courants de systèmes hydroponiques qui peuvent être utilisés à des fins commerciales :

• Technique du film nutritif (NFT)

  Dans le système NFT, un mince film d'eau riche en nutriments coule en continu sur les racines des plantes, leur fournissant de l'eau et des nutriments. Cette méthode utilise des canaux ou des gouttières où les racines des plantes peuvent atteindre la fine couche d'eau. La NFT est efficace et convient aux cultures à croissance rapide comme les légumes-feuilles et les herbes, car elle consomme moins d'eau et recycle les nutriments. Cependant, elle nécessite un contrôle précis du débit d'eau et de la concentration en nutriments pour éviter le flétrissement des plantes.

• Flux et reflux (inondation et vidange)

  Ce système inonde périodiquement les racines des plantes avec une solution nutritive, puis la draine. Les installations de flux et de reflux sont flexibles pour diverses cultures, mais nécessitent un bon timing et un bon drainage pour éviter l'engorgement.

  Les pompes à solution nutritive inondent périodiquement les plateaux avec une solution nutritive, permettant aux racines des plantes d'absorber les nutriments, puis de drainer la solution. Ce cycle imite les marées et fournit une oxygénation périodique. Les systèmes de flux et de reflux conviennent aux légumes comme les concombres, les tomates et les poivrons.

• Culture en eau profonde (DWC)

  Ce système implique la suspension des racines des plantes dans une solution nutritive où une pompe à air fournit l'oxygène nécessaire à la croissance. Des pots à bulles ou des radeaux flottants peuvent être utilisés en DWC. Bien que la DWC soit simple et convienne aux débutants, une oxygénation adéquate est essentielle pour éviter la pourriture des racines.

• Aéroponie

  L'aéroponie est un système sophistiqué qui vaporise périodiquement une fine brume de solution nutritive sur les racines des plantes suspendues dans l'air. Elle nécessite moins d'eau que les autres méthodes et permet une croissance rapide, mais une synchronisation et un contrôle stricts de la pulvérisation sont essentiels pour éviter le dessèchement des racines.

Entretien des systèmes hydroponiques

Voici quelques tâches d'entretien courantes requises pour différents types de systèmes hydroponiques.

• Entretien général des systèmes hydroponiques : Inspectez régulièrement les composants du système pour détecter les signes d'usure ou de dommages. Remplacez immédiatement toute pièce qui risque de compromettre l'intégrité du système. Maintenez un environnement de culture propre en éliminant rapidement les résidus de plantes ou les algues. Appliquez un léger revêtement d'huile horticole sur les surfaces des matériaux non poreux, comme le plastique et les métaux, pour une propreté accrue et une protection contre les agents pathogènes. Surveillez et ajustez régulièrement le pH et la CE de la solution nutritive en fonction des exigences spécifiques à la culture, dans le but d'éviter les blocages du système et de garantir une nutrition et un accès à l'oxygène pour les racines saines des plantes. Pour les équipements de pulvérisation et de nébulisation, choisissez des atomiseurs ou des nébuliseurs à ultrasons plutôt que des pompes haute pression pour un fonctionnement plus silencieux et moins intrusif. Si vous devez utiliser des pompes haute pression, atténuez leur son en les plaçant sur un matériau absorbant les vibrations, en les enfermant dans une boîte avec de la mousse absorbant le son et en les utilisant de manière programmée. Si des systèmes de recirculation sont utilisés, des clarificateurs UV peuvent contribuer à réduire la charge en agents pathogènes du système.
• Entretien du système hydroponique de culture en eau profonde (DWC) : Utilisez des pierres à air ou des diffuseurs qui produisent un plus grand nombre de petites bulles plutôt que moins de grandes bulles pour de meilleurs niveaux d'oxygène dissous. Si possible, acheminez l'oxygène vital directement aux racines des plantes en utilisant des tubes d'aération enracinés. Choisissez une pompe d'aquarium ou d'hydroponie conçue pour fournir le volume de circulation d'eau requis en fonction des espèces et de la quantité de plantes. Les pompes doivent être situées au-dessus du réservoir de solution nutritive afin de rester sèches entre les cycles de fonctionnement, et leurs tubes en ligne doivent être stérilisés à la chaleur périodiquement. Gardez la surface de l'eau propre en nettoyant régulièrement les algues des pierres à air. Un débit d'eau laminaire doit être maintenu en minimisant les turbulences et les stratifications grâce à un mouvement lent.
• Entretien du système hydroponique à technique du film nutritif (NFT) : Empêchez la formation de film d'eau en utilisant des solutions nutritives légères avec des niveaux élevés d'oxygène dissous, des concentrations faibles et un approvisionnement constant. Surveillez et remplacez régulièrement la solution nutritive pour éviter la formation de film qui affecte négativement l'absorption des nutriments. Empêchez l'eau du système de retour de recontaminer l'eau en amont en utilisant un système d'allocation par goutte à goutte, et assurez-vous que les points de goutte à goutte sont bien séparés. Optimisez l'aération et la circulation en évitant l'eau stagnante ou à circulation lente. Sélectionnez ou reproduisez des espèces avec des cycles de vie rapides pour minimiser le risque de panne du système affectant les niveaux de réussite de plusieurs générations.
• Entretien du système hydroponique par goutte à goutte : Vérifiez régulièrement l'émetteur de goutte à goutte pour détecter les obstructions, l'uniformité du débit d'eau et les problèmes mécaniques. Soumettez-les ensuite à la prévention et à la correction en temps opportun en fonction des espèces de cultures cultivées. Utilisez une méthode de préparation de la solution nutritive qui minimise le risque d'introduction d'agents pathogènes par rapport aux espèces végétales et de pépinière. Un goutte à goutte quotidien ou plus fréquent peut donner de meilleurs résultats qu'un goutte à goutte hebdomadaire. Suivez le nombre recommandé de plantes par tranchée linéaire ou par rangée et les niveaux de température et de pH de la solution nutritive recommandés. Au minimum, utilisez des grilles pour filtrer les matières organiques solides.

Applications des systèmes hydroponiques

Avec l'augmentation de la population mondiale, la demande de nourriture est également en hausse. L'hydroponie offre diverses méthodes de culture alimentaire avec moins de terres et de meilleurs rendements. Voici quelques applications industrielles des systèmes de culture hydroponique :

• Agriculture urbaine

  L'hydroponie a de nombreuses applications dans l'agriculture urbaine. Avec un espace limité, les agriculteurs peuvent utiliser des systèmes hydroponiques pour cultiver des cultures verticalement. Ces systèmes peuvent être placés sur les toits, dans les entrepôts ou même dans des espaces suspendus. Les systèmes hydroponiques fournissent également aux citadins des produits frais et cultivés localement.

• Serres commerciales

  Les systèmes hydroponiques sont largement utilisés dans les serres commerciales. Les environnements de serre contrôlent la température, l'humidité et les niveaux de lumière pour optimiser la croissance des plantes. L'hydroponie élimine le besoin de terre, ce qui contribue à réduire les ravageurs et les maladies. La combinaison de l'hydroponie avec les serres permet une production toute l'année de cultures de grande valeur comme la laitue, les herbes et les fleurs.

• Production alimentaire dans les régions arides

  Les systèmes hydroponiques ont des applications dans les zones où les terres arables sont limitées. L'hydroponie n'a pas besoin de systèmes d'irrigation qui utilisent une quantité excessive d'eau. L'hydroponie peut produire des cultures dans ces régions. Par exemple, les systèmes hydroponiques ont été utilisés avec succès dans les déserts du Moyen-Orient et du sud-ouest des États-Unis.

• Recherche et développement

  L'hydroponie a également des applications dans la recherche et le développement des technologies agricoles. Les universités et les startups agro-technologiques utilisent des systèmes hydroponiques pour étudier de nouvelles variétés de cultures, des techniques de croissance et des méthodes de lutte antiparasitaire. La flexibilité de l'hydroponie permet aux chercheurs de reproduire et de modifier rapidement les conditions environnementales. Les conclusions de la recherche en hydroponie pourraient conduire à des pratiques agricoles plus durables.

• Durabilité de la production alimentaire

  Alors que le besoin d'une production alimentaire plus durable augmente, l'hydroponie offre une solution. Les systèmes utilisent moins de terres et d'eau que l'agriculture traditionnelle, et l'absence de résidus de pesticides sur les cultures réduit l'impact environnemental. L'hydroponie peut produire des produits frais avec une faible empreinte carbone pour remplacer les produits importés.

• Marchés d'exportation

  Les systèmes hydroponiques ont des applications dans la production alimentaire pour les marchés d'exportation. De nombreux pays importent des fruits et des légumes qui ne poussent pas sous leur climat. Les fermes hydroponiques peuvent augmenter pour l'exportation. Elles peuvent produire efficacement des cultures comme les baies, les tomates et les concombres pour les marchés internationaux. L'hydroponie offre une opportunité de diversifier les exportations agricoles.

Comment choisir des systèmes hydroponiques

Lors du choix d'un système hydroponique pour un usage domestique ou commercial, il est essentiel de déterminer quel type de système fonctionnera le mieux avec l'environnement de culture. Différents systèmes fonctionnent bien dans diverses situations en raison de leurs caractéristiques uniques, de leur méthode de distribution des nutriments et de leur utilisation de l'eau.

Évaluez l'espace disponible et les conditions d'éclairage. Pour un espace horizontal limité, les systèmes verticaux comme le système en tour ou en gouttière maximisent la productivité. Les systèmes NFT ou aéroponiques sont également parfaits pour les petits espaces. Si la lumière naturelle est insuffisante, envisagez un système à environnement contrôlé comme l'aéroponie où la distribution des nutriments est à base de brume.

Tenez compte des facteurs environnementaux tels que la température et l'humidité. Le système DWC, avec son grand réservoir d'eau, permet de maintenir des températures stables. Pour les zones à forte humidité, évitez les systèmes sujets à la pourriture des racines et choisissez ceux qui ont une bonne circulation d'air comme l'aéroponie.

La conservation de l'eau est également un facteur important à prendre en compte lors du choix d'un système hydroponique. Pour ceux qui ont un faible approvisionnement en eau, la culture en eau profonde (DWC) et la technique du film nutritif (NFT) sont de mauvais choix car ils nécessitent un débit d'eau constant. Au lieu de cela, ils devraient envisager des systèmes de recirculation comme l'aéroponie ou l'irrigation goutte à goutte. Les systèmes goutte à goutte sont les meilleurs pour économiser l'eau car ils délivrent un flux constant et lent de solution nutritive aux racines des plantes.

Tenez compte du type de plantes à cultiver et de leur taux de croissance. Les débutants qui souhaitent un système facile et peu d'entretien devraient commencer par un système simple et peu d'entretien comme la culture en eau profonde (DWC) ou l'irrigation goutte à goutte. Si vous vous lancez dans l'agriculture commerciale, les systèmes aéroponiques sont idéaux en raison de leur efficacité spatiale et de leur croissance rapide des plantes.

Enfin, réfléchissez au type de configuration hydroponique qui vous intéresse et au budget. Les cultivateurs en intérieur qui souhaitent un système automatisé de distribution précise des nutriments devraient envisager un système aéroponique. En revanche, les agriculteurs en plein air à la recherche d'une méthode peu coûteuse devraient envisager un système à technique du film nutritif (NFT).

Q&R

Q : Quelle est la taille du marché de l'hydroponie commerciale ?

A : Selon un rapport, la taille du marché de l'hydroponie commerciale était évaluée à 10,74 milliards de dollars américains en 2021 et devrait croître à un TCAC de 24,6 %, atteignant 61,71 milliards de dollars américains d'ici 2028.

Q : Quels sont les avantages des systèmes hydroponiques ?

A : L'agriculture hydroponique présente plusieurs avantages. Elle utilise 90 % d'eau en moins que l'agriculture traditionnelle, ce qui la rend durable. Moins d'eau et pas de terre signifient moins de risques de ravageurs et de maladies. Les cultures peuvent être cultivées à des densités plus élevées, ce qui permet d'obtenir un rendement plus important par acre. L'hydroponie peut utiliser des espaces urbains abandonnés, ce qui réduit les coûts de transport. Avec moins de ressources nécessaires, l'hydroponie a une empreinte carbone bien inférieure à celle du régime alimentaire moyen.

Q : Quels sont les inconvénients des systèmes hydroponiques ?

A : Les principaux inconvénients de l'agriculture hydroponique à grande échelle sont les besoins énergétiques élevés pour l'éclairage artificiel et l'électricité pour pomper l'eau, ainsi que la nécessité d'une gestion précise des nutriments. Initialement, les systèmes sont coûteux, bien qu'ils permettent de réaliser des économies par la suite.