Hydroponie Partie 2 – Avantages et inconvénients de l’agriculture hydroponique

La culture hydroponique présente de nombreux avantages. Mais ce n’est pas sans obstacles à franchir et sans coûts supplémentaires à supporter. Dans cet article, nous aborderons les avantages et les inconvénients de la culture hydroponique par rapport à la culture en terre.

Les techniques de culture hydroponique peuvent varier, comme nous l’avons expliqué dans notre article précédent – Comment ça marche – Introduction à la série sur l’agriculture hydroponique – Partie 1, mais les principes de base restent les mêmes.

Bon nombre des observations suivantes sont basées sur une article publié par le International Journal of Environmental Research and Public Health (Journal international de la recherche environnementale et de la santé publique), titré Comparaison des besoins en terre, en eau et en énergie de la laitue cultivée selon des méthodes hydroponiques et conventionnelles, écrit par Barbosa, G.L., Gadelha, F.D.A., Kublik, N., Proctor, A., Reichelm, L., Weissinger, E., Wohleb, G.M., & Halden, R.U. L’article est basé sur des recherches effectuées à Yuma, en Arizona, qui ont comparé quantitativement les deux méthodes de culture de laitues en serre.

Avantages de l’agriculture hydroponique

Consommation d’eau

Toutes les formes de culture hydroponique sont basées sur un système d’eau fermé. Cela signifie que l’eau est utilisée et renvoyée vers un réservoir central. Dans l’agriculture conventionnelle, l’eau d’irrigation est utilisée une fois, puis perdue. En hydroponie, l’eau est utilisée et réutilisée plusieurs fois, sur des périodes pouvant aller jusqu’à plusieurs semaines.

Cette approche différente de l’eau se traduit par des réductions drastiques de la consommation d’eau. Les recherches menées par Barbosa et al. en Arizona ont montré que la consommation d’eau était 13 fois plus efficace avec les méthodes de culture hydroponique. En d’autres termes, la culture hydroponique nécessite 90 % d’eau en moins pour obtenir le même rendement.

Utilisation des sols

Avec l’augmentation constante de la population mondiale, l’utilisation des sols devient rapidement un facteur majeur dans tout secteur manufacturier. L’agriculture hydroponique est la clé d’une réduction massive de la superficie des terres nécessaires à une culture suffisante.

Tout d’abord, la culture hydroponique, qui est une méthode de culture sans sol, permet de cultiver des plantes sans avoir besoin d’une parcelle de terre. Au lieu de cela, un petit terrain peut contenir des piles verticales de plantes, ce qui multiplie l’efficacité de cette parcelle.

En outre, sans avoir besoin de terre, la culture peut se faire à l’intérieur et dans d’autres espaces, tels que des bâtiments ou des toits.

Même si l’on ne tient pas compte de ces espaces de culture alternatifs potentiels, l’efficacité même du transfert de nutriments associé à la culture hydroponique peut augmenter le rendement. En fait, la serre hydroponique de l’expérience menée en Arizona a fourni 11 fois plus de laitues que la serre traditionnelle.

Inconvénients de la culture hydroponique

Demande d’énergie

L’agriculture hydroponique est un domaine technologique ; elle dépend donc de l’énergie pour fournir des conditions optimales aux cultures. Toutes les méthodes hydroponiques sont confrontées au défi de fournir de l’eau ou de l’oxygène aux racines des plantes. Bien que les différentes méthodes soient confrontées à des défis différents, elles s’accompagnent toutes de solutions consommatrices d’énergie.

Dans le cas de la culture en eau profonde, les racines sont constamment noyées dans l’eau. Pour fournir de l’oxygène dans cette situation, des pompes à air sont nécessaires. Si l’on considère que les opérations à l’échelle commerciale peuvent utiliser de grands réservoirs, le besoin de pompes à air augmente, de même que la facture d’électricité.

Des techniques telles que la NFT (nutrient film technique) permettent souvent aux racines d’être partiellement à l’air, ce qui leur fournit tout l’oxygène dont elles ont besoin. L’oxygène supplémentaire est fourni dans le réservoir en créant une « chute d’eau » à partir du système de tuyaux ou d’une simple pompe à air. Dans les deux cas, l’essentiel de la consommation d’énergie associée à cette méthode provient des pompes à eau, qui font circuler l’eau du réservoir jusqu’au sommet de la formation de tuyaux, et éventuellement jusqu’au réservoir, en fonction de la conception du système. Alors que les pompes à air sont relativement peu gourmandes en électricité, les pompes à eau nécessitent une puissance plus élevée.

Les recherches menées par Barbosa et al. ont été effectuées dans une serre à climat contrôlé. Dans ce contexte, la consommation d’électricité était beaucoup plus élevée que dans l’agriculture conventionnelle. Toutefois, la majeure partie de l’augmentation provient des systèmes de contrôle climatique, qui sont les mêmes que ceux utilisés dans les serres traditionnelles. L’électricité associée directement à la culture hydroponique n’a augmenté le niveau de consommation que de quelques pour cent.

Bien que le contrôle du climat soit présent à la fois dans les serres hydroponiques et dans les serres conventionnelles, il peut représenter un plus grand défi, et donc nécessiter plus d’énergie, dans un environnement hydroponique.

Sélection des cultures

La culture hydroponique est une méthode de culture efficace qui a fait ses preuves, mais toutes les cultures ne partagent pas le même sentiment lorsqu’il s’agit de cultiver sans terre.

Les cultures qui ont tendance à mieux pousser dans un système hydroponique sont généralement peu exigeantes en nutriments et ont un système racinaire relativement peu profond. Les légumes verts à feuilles, comme le basilic ou la laitue, sont donc des candidats de choix. La plupart des fermes hydroponiques commerciales se concentrent sur ce type de plantes.

Les cultures à éviter dans un tel contexte sont principalement les plantes racines. Les pommes de terre, les carottes et les radis sont tous plus performants avec de la terre. Il est cependant tout à fait possible de les cultiver, à condition que le système soit conçu de manière à offrir un espace racinaire adéquat. Il peut être difficile d’assurer la profondeur nécessaire à ces racines dans des systèmes tels que le NFT. Les systèmes racinaires se développent dans les canalisations et peuvent facilement les obstruer.

Les cultures qui nécessitent de grands espaces, comme la pastèque ou le maïs, ne sont tout simplement pas viables économiquement dans une serre hydroponique, en raison des grands espaces nécessaires.

La clé la plus importante pour une culture réussie est, avant tout, d’adapter la technique de culture optimale à chaque culture.

L’infrastructure hydroponiqueture

Les coûts d’infrastructure initiaux sont peut-être le plus grand obstacle auquel se heurte une nouvelle serre hydroponique.

Outre l’équipement standard des serres, comme les écrans, les tuyaux de chauffage, etc., les installations hydroponiques nécessitent des investissements supplémentaires dans l’infrastructure. La pose de terre sur le sol est relativement simple et peu coûteuse. Mais la mise en place d’un système hydroponique peut s’avérer plus complexe et plus coûteuse.

La technique commerciale la plus courante est la technique du film nutritif (NFT), qui nécessite un grand nombre de tuyaux. Plus le système est important, plus il faut de tuyaux. Il est également nécessaire de créer un réservoir pour contenir l’eau riche en nutriments. À partir du réservoir central, l’eau doit être acheminée, ce qui nécessite des pompes à eau et des canalisations supplémentaires. Les coûts peuvent être relativement faibles dans le cas d’une installation artisanale à petite échelle. Mais lorsqu’il s’agit de construire une serre commerciale à grande échelle, la quantité d’infrastructures, et donc les coûts, augmentent rapidement.

Des coûts supplémentaires spécifiques à l’hydroponie existent sous la forme d’équipements de contrôle. Les paramètres les plus fondamentaux nécessitant une surveillance et un ajustement constants sont la CE (conductivité électrique) et le pH (acidité). Il existe des options relativement bon marché pour mesurer manuellement ces paramètres, mais un espace de culture commercial peut vouloir investir dans un équipement de qualité supérieure, éventuellement automatisé, pour garantir le bien-être constant des cultures.

Enfin, le coût du support de culture n’est pas le moindre. Cela peut paraître anodin, mais le prix de ces milieux, bien que très variable, est bien supérieur au prix actuel de la terre. La différence est très sensible lors de l’augmentation d’échelle, en particulier au niveau des coûts initiaux, lorsque l’ensemble de l’opération doit être approvisionné.

Lutte contre les parasites

L’élimination de la terre de l’espace de culture influe sur la variété des parasites rencontrés. Bien que cela puisse être tantôt un avantage, tantôt un inconvénient, il est important d’en prendre note et d’agir en fonction de l’environnement créé dans votre serre. Il est important de noter que tout problème rencontré se propage beaucoup plus rapidement dans un environnement hydroponique. Cela est dû à la densité des cultures et à la suppression du tampon physique que constitue le sol.

Les ravageurs courants tels que les tétranyques et les pucerons restent une nuisance dans les cultures hydroponiques, et les cultivateurs doivent les combattre en utilisant les mêmes tactiques. Il est important de noter que le type de support utilisé peut, ou non, constituer un terrain propice aux formes larvaires de divers organismes nuisibles. Par exemple, les larves de thrips se développent tout aussi bien dans la laine de roche, mais ne pourraient pas exister sans milieu de culture. Les pucerons des racines, quant à eux, parviennent à s’accrocher aux racines dans une installation où les racines sont à l’air libre, sans milieu de culture.

Bien que des problèmes de parasites subsistent, ils sont beaucoup moins fréquents dans un environnement sans sol. En outre, sans sol, il n’y a pas de mauvaises herbes !

La réduction des pesticides et des herbicides permet d’obtenir des cultures de meilleure qualité et peut ouvrir la voie à une agriculture entièrement biologique.

Gestion des serres hydroponiques

Le dernier paramètre à prendre en considération dans une ferme hydroponique est la gestion de l’exploitation après la construction initiale. Cela aussi a ses avantages et ses inconvénients.

Travailler dans un environnement sans sol implique un régime de travail beaucoup moins physique. Il n’est pas nécessaire d’arracher ou de fumiger les mauvaises herbes, ni d’arroser ou de labourer.

Ce qui est nécessaire dans une ferme hydroponique, c’est l’attention. Dans les environnements traditionnels, le sol agit comme une barrière physique, retardant la réaction aux changements. En l’absence de sol, les cultures ressentent immédiatement tout changement, qu’il s’agisse de la température, de l’acidité ou des parasites. La capacité de contrôle et d’adaptation permanente est le principal facteur de réussite ou d’échec d’une telle serre. Comme nous l’avons déjà mentionné, les problèmes ont tendance à se propager rapidement dans une serre hydroponique. Qu’il s’agisse d’un champignon ou d’une vague de froid, les effets peuvent être visibles immédiatement.

Pour gérer avec succès une serre hydroponique, les connaissances et l’expérience sont essentielles. Il existe des systèmes de surveillance avancés qui peuvent s’avérer extrêmement utiles. Mais seul un cultivateur expérimenté et bien informé saura comment analyser les données fournies et y réagir. Toute erreur peut entraîner une perte de rendement massive. Dans le domaine de la culture hydroponique, les enjeux sont importants.

Agriculture hydroponique – Bilan

L’agriculture hydroponique diffère de l’agriculture conventionnelle à bien des égards. La plupart d’entre eux sont plus efficaces, mais certains le sont moins. Il est important de tenir compte des conditions géographiques et réglementaires lors de la planification et de l’exploitation d’une serre hydroponique. Vous devez également prendre en compte les changements dans l’approvisionnement alimentaire, la disponibilité des terres et de l’eau, et les sources d’énergie.

Le rapport coût-efficacité de ces méthodes peut actuellement varier. Mais les tendances mondiales telles que la sécheresse, la croissance démographique, les changements dans la production d’énergie et l’évolution des environnements urbains contribueront certainement à consolider la position de l’hydroponie, ainsi que d’autres méthodes d’agriculture basées sur la technologie, à l’avenir.

Cet article est le deuxième d’une série de trois articles sur l’émergence de l’agriculture hydroponique et de l’agriculture moderne et technologique. Lire la partie 3 – Contrôler l’eau et les conditions climatiques.