Jardinage hydroponique: Le guide complet du débutant pour construire un système de jardinage hydroponique, cultiver des légumes et des fruits

Par Jean Paul Fermier

Vous souhaitez fournir une alimentation saine à vous-même et à vos proches ? Vous cherchez à faire pousser rapidement des légumes frais dans votre jardin ?  Alors continuez à lire car ce livre est peut-être la solution idéale pour vous !

 

Les instructions contenues dans ce guide vous aideront à devenir un expert de la culture hydroponique des plantes, même si vous n'avez jamais fait de jardinage auparavant! Ce guide vous donne le plan avec des étapes et des stratégies éprouvées sur la façon de faire pousser des fruits, des légumes et des herbes dans le confort de votre maison en utilisant des systèmes hydroponiques efficaces.

 

Dans Hydroponique et jardinage, vous découvrirez:

 

le choix des meilleurs milieux de culture pour votre système

La préparation des éléments nutritifs pour les plantes
Introduction à l'aquaponie
Les systèmes aquaponiques
Qu'est-ce que la culture hydroponique ?
Entretien des systèmes
Avantages et impact environnemental
Jardins hydroponiques
Préparation des éléments nutritifs pour les plantes
Trucs pour faire pousser des herbes, des fruits et des légumes sains
Ce qu'il faut savoir sur la nutrition des plantes hydroponiques
Structures hydroponiques
Choisir les meilleurs systèmes d'éclairage
Choisir les meilleurs milieux de culture pour votre système
Erreurs à éviter, Q&A

Le monde de l'agriculture est en constante évolution, et il est maintenant possible de faire pousser des plantes et des légumes, même dans des endroits où il n'y a pas de sol. Si vous voulez commencer à cultiver des légumes et des poissons frais, cliquez sur le bouton acheter et commencez à découvrir ce passe-temps enrichissant.

• Langue: Français
• Éditeur: Jean Paul Fermier
• Date de sortie: 1 janv. 2021
• ISBN: 9781393195054

Aperçu du livre

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Préparation d'éléments nutritifs pour les plantes

Êtes-vous capable de localiser le sol dans l'image ci-dessus ? Non ? C'est parce que la laitue ci-dessus ne pousse pas dans un jardin avec de la terre. Il est en effet possible pour les plantes de pousser sans terre et avec l'aide de l'eau, voire mieux si je puis dire. La méthode qui consiste à faire pousser des plantes sans terre et à placer leurs racines dans de l'eau ou de l'air très humide est appelée hydroponie. Vous pouvez penser que c'est impossible ou même bizarre, mais il y a de fortes chances que vous ayez déjà mangé des aliments, par exemple des tomates sur pied, qui ont poussé grâce à cette méthode.

Le mot hydroponique tire ses racines du mot hydro qui signifie eau et du mot ponos qui se traduit du grec par travail. Cette méthode de jardinage, qui consiste à faire pousser des plantes en utilisant uniquement des nutriments, un milieu de culture et de l'eau, n'est pas une découverte récente puisqu'elle existe depuis des milliers d'années.

Les premiers exemples d'hydroponie remontent aux Jardins suspendus de Babylone et aux Jardins flottants de Chine. Bien que la technologie nous ait aidés à cultiver des plantes plus saines, plus fortes et plus rapides, la théorie de l'hydroponie reste relativement la même que celle qui était pratiquée il y a tant d'années.

Les jardins suspendus de Babylone, datés d'environ 600 avant J.-C., ont été construits dans l'axe du fleuve Euphrate, situé en Babylonie. Comme il pleuvait rarement et que le climat de la région était sec, les gens pensaient que les anciens Babyloniens avaient construit un système de chaîne de traction pour arroser les plantes des jardins. Selon cette méthode, l'eau était entraînée par la rivière et coulait le long du système de chaîne. À la fin, elle atteignait le palier du jardin ou tombait sur les marches du jardin. Marco Polo, à la fin du 13e siècle, a noté qu'il avait été témoin de jardins flottants similaires lors de son voyage en Chine.

En ce qui concerne le développement de l'hydroponie moderne, ce n'est qu'en 1600 que des expériences scientifiques ont été enregistrées sur la croissance des plantes et ses composants. En commençant par Jan Baptist van Helmont, son expérience sur la croissance des plantes a montré que les plantes acquièrent des substances à partir de l'eau, mais il ne savait pas ou n'a pas découvert que les plantes ont besoin de l'oxygène et du dioxyde de l'air. En 1699, John Woodward a étudié la croissance des plantes à l'aide de la culture de l'eau et il a découvert que les plantes poussaient mieux dans les sols qui contenaient le plus d'eau. Il est donc arrivé à la conclusion que des substances particulières présentes dans l'eau extraite du sol favorisaient la croissance des plantes et non l'eau seule.

D'autres expériences ont été menées jusqu'en 1804, lorsque De Saussure a introduit la croyance selon laquelle les éléments chimiques qui composent les plantes sont absorbés de l'air, de l'eau et du sol. Un chimiste français, Boussignault, a vérifié cette proposition en 1851, grâce à une expérience qui comprenait la croissance de plantes dans un milieu artificiel insoluble. Ce milieu ne comprenait pas de terre mais du sable, du charbon de bois et du quartz. Les seules choses qu'il a utilisées sont des nutriments chimiques, de l'eau et un milieu. Grâce à cette expérience, il a conclu que les plantes tirent de l'hydrogène de l'eau et en ont besoin. L'hydrogène, le carbone et l'oxygène, qui proviennent de l'air, sont contenus dans la matière sèche des plantes et les plantes sont composées d'azote ainsi que d'autres nutriments minéraux.

La longue recherche de la source de nutriments essentiels à la croissance des plantes a pris fin en 1860 et 1861 lorsque Wilhelm Knop et Julius von Sachs, deux botanistes allemands, ont fourni au monde la première formule standard expliquant les solutions nutritives dissoutes dans l'eau grâce auxquelles les plantes sont capables de croître.

Avec cette méthode, les racines des plantes sont complètement immergées dans une solution aqueuse qui comprend des minéraux de :

- Calcium (Ca)

- Azote (N)

- Potassium (K)

- Phosphore (P)

- Magnésium (Mg)

- Soufre (S)

Cependant, à cette époque, cette méthode de culture des plantes dans l'eau et sa solution nutritive était simplement considérée comme des expériences et n'était utilisée que dans les laboratoires de recherche sur les plantes. Ce n'est qu'en 1925, avec l'apparition de l'industrie des serres, que l'intérêt pour la pratique de la nurticulture s'est manifesté. De nombreux chercheurs ont tenté de résoudre les problèmes liés aux méthodes de culture en terre, tels que les parasites, la fertilité et la structure du sol. Leur objectif était d'appliquer tous les avantages de la nutriculture à la production de masse des cultures.

Au début des années 30, W.F. Gericke, de l'Université de Californie à Berkeley, a mené une autre expérience qui incluait l'application de la nutriculture dans le but de produire des cultures agricoles. Au début, il a choisi d'appeler ce processus de production aquaculture, mais il a changé de nom lorsqu'il a appris que ce terme avait déjà été choisi pour représenter la culture d'organismes aquatiques. En 1937, c'est W.A. Setchell qui a recommandé à Gericke l'utilisation du terme hydroponique et c'est ainsi que le nom hydroponique a été inventé pour décrire cette méthode de culture.

Gericke, alors qu'il était à l'U.C. Berkley, a commencé à rendre publique cette méthode la solution d'eau utilisée pour la culture des plantes, cependant, ses tentatives ont été accueillies avec scepticisme par l'université et le public. Un exemple approprié de cette situation est le fait que ses collègues ont rejeté sa demande d'utilisation des serres au sol nécessaires à son étude. Malgré les difficultés auxquelles il a dû faire face, Gericke a prouvé le contraire en faisant pousser avec succès des plants de tomates de 8 mètres de haut grâce à des solutions remplies de nutriments.

Pourtant, l'université a douté de son succès avec cette méthode de culture et a demandé à deux autres étudiants de faire des recherches sur son affirmation. C'est ce qu'ont fait les deux étudiants, qui ont publié leurs conclusions en 1938, dans un bulletin agricole intitulé The Water Culture Method for Growing Plants Without Soil. L'application de l'hydroponie a été confirmée, mais les chercheurs ont conclu que les plantes cultivées avec la méthode hydroponique ne sont pas de meilleure qualité que celles cultivées sur des sols de qualité. Ils sont manifestement passés à côté des divers avantages de l'hydroponie par rapport à la pratique habituelle.

La première application célèbre de cette méthode pour la culture de plantes remonte au début des années 1940, lorsqu'elle a été utilisée sur l'île de Wake, une île sans sol située dans l'océan Pacifique. L'objectif de cette île était de servir d'escale de ravitaillement pour la Pan American Airlines. L'absence de sol signifiait qu'il n'y avait aucun moyen de faire pousser des plantes avec la méthode culturale et qu'il serait extrêmement coûteux de transporter des légumes frais par avion. Le problème a été résolu grâce à la culture hydroponique, qui a permis d'offrir des légumes frais aux troupes stationnées sur cette île lointaine.

Après la fin de la Seconde Guerre mondiale, la méthode de culture hydroponique a continué à être largement utilisée par l'armée américaine. Dans les années 1950, la pratique de l'hydroponie a été étendue à divers pays, dont la France, la Suède, l'Italie, l'Angleterre, Israël et l'URSS.

De nos jours, l'hydroponie fait partie intégrante des serristes. En fait, presque toutes les exploitations de serres appliquent une forme d'hydroponie pour leur production alimentaire et arboricole. L'International Greenhouse Vegetable Production - Statistics (2017 Edition), a estimé que de nombreux pays du monde entier ont construit des serres de légumes.

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Introduction à l'aquaponie

Il se peut que vous ayez souvent entendu les termes d'hydroponie et d'aquaponie mais que vous les ayez ignorés parce que vous savez déjà que les plantes poussent sur le sol et que vous vous contentez de suivre cette méthode classique. Cependant, pourquoi ne pas en apprendre davantage sur ces méthodes qui existent depuis des milliers d'années ? L'hydroponie est la méthode qui consiste à faire pousser des plantes au moyen d'une solution aqueuse. L'aquaponie, quant à elle, va un peu plus loin et se définit comme une technique de culture basée sur l'aquaculture. Pour être plus précis, cette méthode combine les principes de l'hydroponie et de la recirculation sur les systèmes d'aquaculture.

Il s'agit en fait d'un écosystème, dans lequel vous suspendez des plantes dans un canal au-dessus d'un aquarium ou d'un réservoir d'eau avec des escargots, des poissons, des anguilles, etc. et vous les laissez pousser. Les déchets de ces créatures sont rejetés dans l'eau. Les nutriments libérés, issus de la nitrification des déchets, sont absorbés par les racines des plantes. La taille de cet écosystème peut être aussi bien industrielle qu'énorme. Mais depuis combien de temps cette méthode est-elle utilisée ?

L'idée de combiner la production végétale et la pisciculture aurait été utilisée par les chinampas du Mexique ainsi que par les systèmes de rizières de certaines régions d'Asie, mais à l'époque moderne, on considère qu'elle n'en est qu'à ses débuts. L'utilisation la plus ancienne de cette méthode remonte aux Mayas des plaines et, plus tard, aux Aztèques qui cultivaient des plantes sur des radeaux à la surface d'un lac vers 1 000 ans après J.-C. Les Aztèques ont construit un système d'îles cultivées appelées chinampas. Ce système est considéré par de nombreux experts comme la première application de l'aquaponie en agriculture.

Les chinampas sont définis comme des réseaux d'îles et de canaux construits de manière stationnaire, par lesquels ils cultivaient des plantes en utilisant l'eau et la boue riche en nutriments des canaux. Les plantes étaient cultivées sur des îles principalement stationnaires, bien que parfois mobiles, placées dans les bas-fonds des lacs. Un autre exemple considéré comme les premiers systèmes aquaponiques se trouve en Thaïlande, en Chine du Sud et en Indonésie, où l'on utilisait une méthode de culture du riz dans les rizières avec des poissons.

Traditionnellement, l'aquaculture était pratiquée dans de grands étangs, qui utilisaient de grandes quantités d'eau et de terre. Pour résoudre ce problème, les personnes qui suivaient cette méthode, les aquaculteurs, se sont tournés vers les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS). Les recherches sur l'aquaponie ont commencé dans les années 1970 et se poursuivent avec diverses universités dans le monde entier qui améliorent les technologies pour augmenter le rendement. Par exemple, au cours des 25 dernières années, le Dr James Rakocy de l'Université des Îles Vierges a travaillé à l'amélioration des systèmes aquaponiques. Au début des années 2000, des recherches approfondies sur la productivité des grandes applications commerciales de l'aquaponie ont été menées.

Voyons quelques faits marquants de l'histoire moderne de l'aquaponie et plus particulièrement au cours du 20ème siècle :

En 1969, le New Alchemy Institute a été fondé par Nancy Todd, John Todd et William McLarney. Sa tâche principale était de construire un abri autosuffisant alimenté par le soleil, baptisé The Ark. Il a été conçu pour utiliser des méthodes holistiques afin de répondre aux besoins d'une famille pendant une année entière, en fournissant des légumes, du poisson, ainsi qu'un abri.

Dans les années 1970, le Dr James Rakocy et ses collègues de l'université des îles Vierges ont étudié comment les plantes pouvaient être utilisées comme système de filtration naturel appliqué au système de pisciculture. En 1997, cette équipe a développé des lits de culture hydroponique en profondeur dans l'eau au sein d'un grand système aquaponique.

En 1978, William M. Lewis et ses collègues, après une expérience réussie, sont arrivés à la conclusion qu'en combinant la biofiltration, la fertilisation des plantes et l'aquaculture, la culture des tomates donnait des résultats étonnants.

Le premier système aquaponique en circuit fermé connu a été conçu avec succès dans les années 1980 par Doug Sanders et Mark McMurtry. Dans ce système, l'eau provenant d'aquariums alimentait des tomates et des concombres qui poussaient dans des lits avec un milieu de sable qui servait également de bio-filtre. L'eau filtrée était ensuite recirculée dans les aquariums.

L'aquaponie imite essentiellement les processus de ce qui se passe naturellement dans les lacs, les cours d'eau et les étangs. Par exemple, elle utilise le cycle naturel de l'azote pour améliorer l'efficacité de la culture des poissons et des plantes et, dans le même temps, elle réduit les déchets issus du système.

Cette fusion de l'aquaculture, qui est la pisciculture, et de l'hydroponie, qui est la culture de plantes dans un milieu aquatique, comprend deux éléments de base que l'on peut en fait conclure de son seul nom :

- Des sous-systèmes d'aquaculture, comprenant des cultures de poissons ou de divers autres animaux aquatiques.

- Les sous-systèmes hydroponiques, qui comprennent la méthode de culture hydroponique des plantes.

Les parties ci-dessus interagissent ensemble par le biais du milieu aquatique qui circule entre elles. C'est là que commence le monde magique de l'aquaponie. Les nutriments nécessaires à une croissance vigoureuse des plantes sont fournis par l'eau qui contient les déchets de poisson. Par conséquent, les plantes absorbent l'excès d'azote et renvoient l'eau purifiée dans le réservoir. Il existe également un autre élément essentiel du système aquaponique : la communauté microbienne, qui comprend les bactéries nitrifiantes. Cette communauté est le plus souvent contenue dans un biofiltre approprié.

Grâce à la connexion et à la combinaison de ces trois communautés vivantes, vous serez en mesure de construire un système fermé et autonome qui vous offrira une prodection animale et végétale. Vous aurez également l'avantage d'éprouver un immense plaisir à faire pousser vos plantes.

L'aquaculture, que nous analyserons bientôt, est naturellement gourmande en ressources. Lorsque vous élevez une grande quantité de poissons, ils ont besoin d'une grande quantité d'eau qui, à son tour, se remplit rapidement de déchets et de produits chimiques nocifs, ce qui nécessite de changer de grandes quantités d'eau. En revanche, l'eau pure ne contient pas la quantité nécessaire de nutriments pour la croissance des plantes et des poissons et, par conséquent, les plantes qui poussent en hydroponie, en particulier les plantes cultivées, ont besoin d'engrais artificiels pour se développer.

L'azote est utile à la croissance des plantes et se trouve en abondance dans les eaux usées de l'aquaculture, ainsi que divers autres éléments secondaires. Voyons le processus par lequel l'aquaponie se produit :

Les poissons, par leur production d'excréments, enrichissent l'eau de divers composés minéraux.

- L'eau est déplacée à travers un biofiltre. Ce biofiltre est, par essence, une colonie de bactéries qui nitrifient l'eau et transforment les nitrites et l'ammoniac en nitrates qui nourrissent les plantes.

- Les plantes vont absorber l'excès de nitrates ainsi que divers autres oligo-éléments et les utiliser comme moyen de croissance plus rapide.

- L'eau purifiée et généralement oxygénée retourne dans l'aquarium et fournit aux poissons un milieu sain.

- Ce cycle va se poursuivre et produire des rendements élevés de légumes et de poissons.

Comme nous l'avons déjà mentionné, il existe un troisième groupe, outre les plantes et les animaux aquatiques, qui joue un rôle clé dans le processus de l'aquaponie. Cette troisième communauté est constituée des micro-organismes qui rendent possible le cycle de l'azote dans tout le système aquaponique et plus particulièrement des bactéries nitrifiantes bénéfiques. Cependant, vous vous demandez peut-être pourquoi la nitrification est si essentielle pour que la magie de l'aquaponie opère. La réponse la plus simple est que l'utilisation de bactéries nitrifiantes est essentielle à la construction d'un système aquaponique réussi pour les raisons suivantes :

- L'accumulation de nitrites et d'ammoniac dans l'eau est nocive pour les poissons. L'utilisation d'une filtration mécanique dans les étangs à poissons peut filtrer les sédiments en décomposition, mais elle ne sera pas en mesure d'éliminer les composés ou les particules microscopiques qui sont déjà diffusés dans l'eau. C'est ce que font les biofiltres avec les bactéries nécessaires à l'intérieur.

- Même si les plantes sont capables d'absorber à la fois les nitrates et l'ammoniac pour se développer dans une certaine mesure, les plantes ont besoin d'azote pour assurer leur croissance à des niveaux optimaux et les nitrates sont donc plus essentiels car leur assimilation par les racines de la plante est plus facile. Les nitrates sont également plus favorables à tous les types de plantes.

Pour bien comprendre le fonctionnement de l'aquaponie, il faut en connaître les principes. Le premier principe que vous devez connaître est la nitrification, un processus que nous avons mentionné plus haut et qui consiste à transformer la nourriture non consommée par les poissons, les déchets et autres matières organiques provenant des aquariums en nutriments pour les plantes. La chimie qui sous-tend ce processus peut être un peu compliquée, mais il est essentiel de la comprendre, au moins sur le plan pratique.

Les poissons excrètent de l'ammoniac par leurs branchies. L'ammoniac peut également être produit à l'intérieur de l'aquarium à partir de la nourriture non consommée et de la décomposition des plantes aquatiques, mais la majeure partie provient des poissons. Les plantes ont besoin d'azote et l'ammoniac est une source d'azote. Pour que le processus de conversion ait lieu, nous avons besoin de deux types de bactéries. La première, Nitrospomonas sp., transforme l'ammoniac en nitrites (NH3). Cependant, les plantes ne peuvent pas utiliser l'azote contenu dans les nitrites et même les plus petites quantités de nitrites sont nocives pour les poissons. C'est pourquoi il faut une deuxième bactérie du nom de Nitrospira sp. qui transforme les nitrites en nitrates, même si de nombreuses sources créditent la bactérie Nitrobacter sp. de cette tâche. Les nitrates sont un type qui peut être utilisé par les plantes, qui les éliminent donc de l'eau. Après cette étape, l'eau est renvoyée dans l'aquarium, sans l'ammoniac et les déchets.

Les bactéries qui nitrifient l'eau et peuvent effectuer la conversion peuvent être créées naturellement et même se multiplier dans le système aquaponique lorsque les conditions sont équilibrées. Cependant, elles peuvent également être ajoutées au système. Une fois établies, elles vivront dans le milieu de culture, dans les