Principaux substrats utilisés en Culture Hors Sol Les substrats organiques naturels
Les tourbes proviennent de la décomposition incomplète de végétaux divers qui se sont développés en milieu aquatique ou marécageux. La tourbe blonde est celle qui présente le plus d’intérêt pour les cultures hors sol. Sa structure fibreuse, grossière, peu décomposée, lui confère une bonne rétention en eau associée à une structure souple et très aérée.
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Malgré leur origine organique, les tourbes sont indemnes de pathogènes. Le principal inconvénient de la tourbe est le problème d’humectation par l’eau et surtout de ré humectation : le dessèchement d’un support de tourbe entraîne un important phénomène de retrait et des difficultés lors de sa réhydratation. D’autre part, il faut prendre des précautions pour l’utilisation de tourbes acides qui doivent être préalablement neutralisées. |
Pour leur utilisation comme substrat en culture hors sol, les écorces ne doivent pas être utilisées directement à l’état brut. En effet, elles peuvent être phytotoxiques du fait de la présence, au moment de l’écorçage, de résines, de tannins, de terpènes etc. Il est fortement conseillé d’utiliser un matériau qui a subi une neutralisation à la chaux puis un compostage en tas à l’air libre pendant plusieurs mois. Avant conditionnement, les écorces doivent être broyées puis calibrées. Les écorces possèdent un rapport Carbone / Azote élevé et une capacité d’échange faible. Elles présentent l’avantage d’être un matériau léger, doté d’une porosité élevée et d’une bonne stabilité structurale. En revanche, leur capacité de rétention en eau est faible. |
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Il est possible d’utiliser comme substrat différents sous-produits de l’agriculture et de l’agro-industrie. Il existe une grande variété de ces déchets, parmi lesquels les marcs de raisin, les sciures de bois compostées, les fibres de bois (et sous-produits de l’industrie de la cellulose et du textile), les pailles de céréales, la fibre de noix de coco… A l’état brut, la plupart de ces produits est fermentescible. Ils nécessitent donc un compostage préalable qui stabilise le produit et augmente ses propriétés de rétention en eau ainsi que son homogénéité. Malgré ces précautions, ces produits évoluent dans le temps et deviennent asphyxiants sous l’effet d’un tassement progressif. Enfin, bon nombre de ces matériaux ne sont pas chimiquement inertes. |
Les substrats organiques synthétiques
Le produit de présente sous forme d’une mousse spongieuse, souple et légère (80 kg/m3) qui a une porosité ouverte. C’est un matériau peu fragile, chimiquement inerte et facile à mettre en place. Les pains peuvent être utilisés plusieurs années sans tassement et subir, sans dommage, un traitement à la vapeur. Par contre, ils présentent l’inconvénient d’être coûteux à l’achat et surtout d’avoir une faible rétention en eau (malgré la présence de pores ouverts). De ce fait, l’utilisation de substrats à base de mousse de polyuréthane (foam) nécessite un système de distribution de la solution nutritive très performant. |
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Il s’agit d’un polymère de synthèse réticulé, rétenteur d’eau, que l’on utilise pour les couches absorbantes. Ce produit très léger est conditionné sous forme de gaine souple dans laquelle est placée le substrat de polyacrylamide. Au moment de l’emploi, la mise en rétention d’eau va le faire gonfler sous forme d’un gel hydro rétenteur qui peut fixer jusqu’à 80 fois son poids sec. On obtient ainsi un gel de polyacrylamide qui parait toujours humide et saturé d’eau. En réalité, cet aspect peut être trompeur car il y a compétition entre les forces de rétention en eau du polymère et l’absorption de la solution nutritive par les racines. Il faudra donc être extrêmement attentif à l’alimentation hydrique des plantes. |
| Ce polymère synthétique de couleur blanche et extrêmement léger dans sa forme expansée est connu dans ses applications industrielles comme isolant thermique. Il est parfois utilisé en culture hors sol dans des mélanges de substrats pour en alléger la structure et faciliter son aération. |  |
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Pour cet usage, on utilise en général des flocons obtenus à partir de déchets de fabrication de plaques de polystyrène. Ce produit ne peut pas être utilisé comme substrat pur car, outre son extrême légèreté, il ne dispose d’aucune rétention en eau. Sa porosité est fermée, et sa surface de contact est hydrophobe. |
Les substrats minéraux naturels
Les sables proviennent du broyage de roches (granite, basalte, calcaires durs) ou sont extraits de sédiments de rivières. En culture hors sol, on peut utiliser les sables grossiers, après élimination des sables fins et des graviers. Ce matériau est caractérisé par une bonne porosité et une excellente stabilité structurale. Par contre, sa capacité de rétention en eau est faible. Enfin, ce sont des matériaux à forte densité et leur capacité d’échange est nulle. |
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La pouzzolane est une roche volcanique obtenue après refroidissement de cendres projetées lors des éruptions. Constituée essentiellement de silice, d’alumine et d’oxydes de fer, la pouzzolane est chimiquement inerte, présente une capacité d’échange très faible ou nulle, et un pH proche de la neutralité. Ce matériau se caractérise par une faible rétention en eau, mais une très bonne stabilité structurale qui lui assure une grande durabilité. |
Ce sont aussi des roches éruptives formées par des cendres volcaniques consolidées et sédimentées. Constituées de silice et d’oxyde d’aluminium et de fer, elles renferment des zéolites, petites formes sphériques ou granulaires constituées d’aluminosilicates qui ont une forte capacité d’absorption d’eau. Les tufs volcaniques associent les qualités des pouzzolanes à une bonne capacité de rétention en eau.
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Les substrats minéraux traités
La laine de roche est obtenue par extrusion d’un mélange de basalte, de calcaire et de coke fondus à 1600°C. La coulée est éclatée en une multitude de fibres très fines qui, au refroidissement, sont encollées par une résine urée-formol et enrobées d’un mouillant hydrophile. Ces produits sont spécialement fabriqués en vue de leur utilisation comme substrat de culture hors sol.
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Les laines de roche sont des matériaux légers, caractérisés par une bonne porosité et une capacité de rétention en eau élevée. Au contact de la solution nutritive, les laines de roche libèrent des ions minéraux (calcium, magnésium, fer et manganèse) et alcalinisent légèrement le milieu. Il est donc conseillé de saturer le matériau pendant 48 heures avant la mise en culture. Après avoir effectué ce trempage, les laines de roche peuvent être considérées comme inertes.
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L’argile expansée se présente sous forme de granulats obtenus par traitement à haute température de nodules d’argile humide : on obtient ainsi des billes dures et poreuses qui ont gardé la couleur brun rouge du matériau d’origine. C’est un produit de grande durabilité, chimiquement inerte et présentant une faible capacité de rétention en eau. Initialement utilisée pour la culture de plantes vertes ou de fleurs en pots, l’argile expansée est utilisée en horticulture professionnelle en mélange avec de la tourbe. |
La perlite est un sable siliceux d’origine volcanique contenant à l’état naturel de l’eau d’hydratation dans sa structure. Brutalement chauffée, elle gonfle d’environ 20 fois son volume initial. On obtient alors des flocons blancs et légers contenant 75% de silice, chimiquement inertes. La perlite expansée à chaud présente une porosité ouverte élevée associée à une très bonne capacité de rétention en eau. Son principal inconvénient réside dans sa fragilité mécanique. Les grains de perlite expansée sont friables et ont tendance à se désagréger en poudre fine.
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La vermiculite est une argile phylliteuse (structure en feuillets) qui contient de l’eau. Traitée à la chaleur, la vaporisation brutale de l’eau comprise entre les feuillets provoque un gonflement de 10 à 12 fois l’épaisseur initiale. La vermiculite expansée est un matériau léger, présentant une bonne capacité de rétention en eau tout en conservant une bonne aération. Par contre, elles est chimiquement active, est dotée d’une forte capacité d’échange et, en raison de sa structure, est fragile et a tendance à se tasser.
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