Compléments et bibliographie
C 1 Les substrats horticoles
La culture hors sol est devenue un système de production important. Son essor au cours des dernières décennies tient en grande partie aux progrès accomplis dans la qualité des substrats, en particulier la disponibilité en eau et l’aération. Des substrats très divers sont aujourd’hui utilisés : tourbes, résidus de l’industrie du bois (copeaux, sciures, écorces de pins compostées,...) écorces de pin compostées, laines minérales, différents déchets organiques, etc. Les propriétés physico-chimiques de ces différents substrats, en particulier leurs caractéristiques hydriques, sont très différentes de celles des sols naturels (Lemaire et al., 1981) :
- par rapport au volume total du substrat en place, celui de la phase solide est faible (5 à 25%), et celui de la phase gazeuse très élevé (75-95%). Les substrats horticoles ont donc une très forte porosité et peuvent donc retenir beaucoup d’eau
- la plus grande partie de l’eau qu’ils contiennent se situe à des potentiels élevés (c’est-à-dire peu négatifs) par rapport à ceux d’un sol en place : au dessus de - 2 kPa (pF = 1,3). Autrement dit presque toute l’eau contenue dans les substrats horticoles est, par rapport à celle des sols agricoles, de l’eau gravitaire, facilement utilisable par les plantes puisqu’à des potentiels hydriques très peu négatifs. Il en est ainsi du fait que la porosité de ces sols artificiels est essentiellement une macroporosité.
- certains substrats très appréciés comme les tourbes, les composts d’écorce, acquièrent un caractère hydrophobe lors de leur dessiccation ce qui est un inconvénient pour les plantes. En effet en condition de forte évaporation ces substrats peuvent se dessécher sur une certaine profondeur d’une façon telle qu’ils ne se réhydrateront que très difficilement.
Pour des cultures en pot, la notion de capacité au champ est remplacée par celle de « capacité en bac » (White, 1964). La capacité en bac est une caractéristique du matériau dans son contenant ; elle dépend certes du substrat ainsi que des dimensions du bac de culture. Pour les cultures en pot on ne parle pas de réserve utile mais de disponibilité en eau. Celle-ci est définie comme la quantité d’eau retenue par un substrat libérable entre les deux valeurs de potentiel suivantes (Lemaire et al., 2003) : -1kPa (pF = 1) qui correspond à une humidité proche de la capacité en bac ; -10kPa (pF= 2) qui correspond à une valeur d’humidité inférieure variable comme dans le cas des sols, avec les substrats. Cette valeur est retenue par les praticiens pour déclencher l’irrigation (à ces valeurs très hautes on peut mesurer et suivre le potentiel hydrique du substrat avec des tensiomètres.
La figure 28 donne des exemples de courbes potentiel-humidité pour différents types de substrats. L’humidité volumique décroît très vite pour certains substrats (sable, laine de roche, écorce grossière) contrairement à la tourbe noire en particulier.
Les valeurs de la conductivité hydraulique Kh des sols horticoles à saturation dépassent de beaucoup celles de la majorité des sols cultivés : elles sont de l’ordre de plusieurs dizaines de cm par heure. Il est plus souvent fait référence à une vitesse de ressuyage plutôt qu’à Kh. Ce choix permet une meilleure appréciation des risques d’asphyxie, liés à un ressuyage trop lent.
Figure 28. Exemples de courbes « humidité volumique-potentiel hydrique » pour différents substrats utilisés en horticulture.
C2. Les hydrorétenteurs
L’utilisation de polymères organiques de synthèse, rétenteurs d’eau ou hydrorétenteurs est un moyen d’accroître le volume d’eau que peut retenir un substrat. Mis en présence d’eau libre, ils peuvent absorber jusqu’à plusieurs centaines de fois leur poids sec. Ce pouvoir de rétention est cependant fonction de plusieurs facteurs physico-chimiques (Ricard et Pierre, 1985, Wang et Gregg, 1990), en particulier leur environnement ionique. Ces hydrorétenteurs n’améliorent leur rétention pour l’eau que si les substrats dans lesquels ils sont incorporés sont très aérés (ex : tourbes, écorces broyées grossières, fibres de bois). Dans tous les cas, ils permettent de constituer une réserve d’eau utile à des potentiels plus bas (plus négatifs) que ceux du substrat sans rétenteurs et donc d’accroître cette réserve. Ces produits ou d’autres analogues sont aussi utilisés pour tenter d’améliorer la réserve utile des sols en place. La connaissance de la courbe humidité-potentiel hydrique de ces matériaux, rarement (ou jamais) donnée est pourtant une donnée essentielle à leur utilisation.
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