Que signifie l’expression Run-to-Waste? Run-to-Waste (RTW), traduit en Français par système à circuit ouvert ou système sans recirculation, se réfère à un concept facile dans le monde horticole. L’expression Anglaise parle d’elle-même: il s’agit d’arroser en faisant circuler la solution nutritive dans la zone racinaire pour ensuite l’évacuer et l’éliminer. On pourrait aussi qualifier ce type d’irrigation de normale ou de naturelle, car dans la nature, l’eau circule et traverse le profil du sol. Il s’agit du seul et unique système pour les plantes qui poussent dans la nature.
Par définition, l’eau se déplace dans le système racinaire pour ensuite s’écouler hors de la zone racinaire, généralement lorsque celle-ci est saturée. Les cultures en champs sont arrosées par le dessus, donc l’eau pénètre et circule au travers des racines pour finalement se retirer lorsque la zone racinaire est bien saturée. Le même fonctionnement se produit avec des mélanges de rempotage et les plantes en pot arrosés par le dessus. Dans la même veine, on pourrait aller jusqu’à inclure les plantes aquatiques cultivées dans les eaux en mouvement, comme les ruisseaux, les rivières ou les rivages.
Le système sans recirculation est simplement un système ou un style d’irrigation, mais qui possède plusieurs autres caractéristiques. En fait, cette méthode implique que les éléments nutritifs sont distribués à la plante dans l’eau qui circule. Les nutriments peuvent être absorbés par le système racinaire, ils peuvent s’y déposer ou simplement traverser la zone racinaire sans y rester.
Même les engrais secs ajoutés au mélange se dissolvent dans l’eau pour pouvoir accomplir leur prochaine tâche : ce processus se nomme débit massique. Ceci s’applique, car, en réalité, le système est nommé en fonction de la méthode utilisée pour arroser (irriguer) le système racinaire et de ce que l’on fait avec la solution nutritive par la suite. La solution circule dans le support (la tourbe, la laine de roche, l’argile, et même l’air), livre une charge de nutriments tout en récupérant les surplus et traverse le système pour ne jamais y retourner.
Même si aucun nutriment n’est ajouté à l’eau, à moins que l’eau soit pure, ce que l’eau contient reste dans le support comme le feraient les nutriments. Le second système est à recirculation, c’est-à-dire que l’eau drainée hors la zone racinaire est récupérée puis réacheminée vers le réservoir de fertilisation pour être appliquée de nouveau.
Voilà de quoi il en retourne, simple et efficace, mais comme méthode de culture, le concept va beaucoup plus loin.
Comprendre les dessous de l’irrigation et de l’irrigation fertilisante avant tout
L’irrigation, c’est l’approvisionnement en eau des plantes. Pour y parvenir, plusieurs options s’offrent à nous, un arrosage manuel, l’utilisation d’un système automatisé ou l’irrigation naturelle par la pluie. Les moyens financiers et les besoins de l’horticulteur dicteront la méthode à utiliser. Les systèmes d’arrosage automatisés peuvent être dispendieux, mais en laissant cette tâche entre les mains de la nature, on peut s’engager dans un pari risqué. Néanmoins, le but ultime demeure le même : fournir de l’eau au système racinaire.
L’irrigation fertilisante se définit par l’application d’éléments fertilisants ou nutritifs dans l’eau d’irrigation. Il s’agit d’une façon simple et rentable d’appliquer de l’engrais de manière précise aux plantes dans une culture. Ce principe combine l’arrosage et l’application d’engrais en suivant un horaire régulier. Il existe deux méthodes pour y parvenir: la fertilisation intermittente et la fertilisation en continu.
On parle de fertilisation intermittente lorsque l’engrais est appliqué une fois dans le système d’irrigation suivi d’un nombre donné d’arrosages à l’eau seulement. Cette méthode se prête uniquement aux types de supports qui peuvent emmagasiner les éléments pour les libérer graduellement dans la solution qui circule dans le support (l’eau présente dans le support), il s’agit donc d’un support actif. Les supports actifs possèdent un pouvoir de tamponnage (c’est-à-dire qu’ils parviennent à retenir les nutriments pour les libérer plus tard). Avec cette méthode, le taux de nutriments disponibles dans le support s’épuise graduellement sur une plus longue période. Par conséquent, il faut appliquer une concentration de nutriments plus élevée que la dose optimale afin de pouvoir soutenir l’apport en nutriments durant toute la période d’arrosage à l’eau. Il y aura par contre un moment où le taux de nutriments disponibles sera inférieur au niveau optimal.
On parle de fertilisation en continu lorsque l’engrais est ajouté lors de chaque cycle d’arrosage. Cette méthode se prête à tous les systèmes et tous les supports. Les concentrations appliquées sont inférieures à celles de la fertilisation intermittente et la durée durant laquelle le taux de nutriments disponibles est inférieur aux valeurs optimales est grandement réduite. La croissance de la plante est moins affectée par la baisse de disponibilité des nutriments.
Toutes les plantes sont cultivées en système sans recirculation ou à recirculation
Il n’existe aucune autre manière simple pour transmettre l’eau et les nutriments directement dans la plante. Certains systèmes hybrides se classent difficilement dans l’une ou l’autre des catégories, mais, à la fin, il s’agit d’hybrides des deux mêmes systèmes. Ces hybrides incluent les tables à marée (inondation et drainage), l’aéroponie (à base d’air) et l’aquaponie (culture en eaux profondes). Les systèmes à base d’air appartiennent à la catégorie des systèmes à recirculation si l’écoulement est pompé de nouveau vers la plante, sinon, ils relèvent de la catégorie des systèmes sans recirculation. La culture en eaux profondes tend à être à recirculation, tout dépend de la taille et du type de système ainsi que du nombre de plantes qu’il contient. Les systèmes d’inondation et de drainage correspondent davantage à un système ouvert "recirculant" puisque l’eau monte vers le haut du support en transportant la charge de nutriments et les surplus de sel sur le dessus du support pour ensuite les laisser derrière alors que la solution se draine vers le réservoir pour être appliquée à nouveau, en redistribuant partiellement les sels alors que l’eau se retire.
fertilisation fournie à l’aide d’une solution aqueuse, soit directement dans la solution ou dans un support inerte, la laine de roche ou autres matériaux qui n’exercent aucuneffet sur les nutriments ou les plantes.
Les systèmes sans recirculation sont, de loin, les plus utilisés en culture et dans la nature. Il existe principalement deux méthodes de culture des plantes, la première consiste à cultiver dans le sol ou dans un support organique hors sol, et la deuxième consiste à cultiver de façon hydroponique. Le simple fait que la fertilisation se fasse à l’aide d’une solution liquide n’en fait pas un système hydroponique pour autant. La culture hydroponique exige une fertilisation fournie à l’aide d’une solution aqueuse, soit directement dans la solution ou dans un support inerte tel que l’argile, le gravier, la perlite, le sable, la laine de roche ou autres matériaux qui n’exercent aucun effet sur les nutriments ou les plantes. La culture hydroponique peut se pratiquer dans un système à recirculation ou un système sans recirculation. Dès que les plantes sont cultivées dans un substitut de sol organique ou dans un sol minéral, il ne s’agit plus de culture hydroponique.
Les supports de croissance ont le pouvoir d’agir sur la solution ou sur les plantes. Les sols minéraux ou les supports organiques hors sol exercent une influence à divers niveaux alors que l’hydroponie n’en a qu’un seul, la solution. Ces supports influenceront la perception de la plante à divers niveaux, y compris les variations de pH, l’emmagasinage et le relâchement des nutriments, la rétention d’eau, et le support de la plante.
Ces variables peuvent être difficiles à prédire, à changer ou à médier, car le moindre élément parvient à les affecter, comme la température, la fréquence et la durée d’irrigation, et plusieurs autres variables.
La réussite en culture hydroponique dépend d’un contrôle exact. Les variables comme la température de la solution, l’assimilation sélective d’éléments précis et autres facteurs doivent être suivies afin d’obtenir des résultats optimaux. Dans un support actif, le support parvient à contrôler (tamponner) ces caractéristiques, comme le tamponnage du pH, le ralentissement des variations de température, la porosité pour l’aération et le contrôle de l’humidité, et l’approvisionnement continu en nutriments.
La structure racinaire subit une très grande influence, car les racines hydroponiques se développent différemment des racines enfouies dans d’autres types de supports. Même si dans les deux cas, les racines se développent dans un support, par définition, les supports inertes n’exercent aucune influence et ne fournissent aux racines que la solution nutritive. Les racines de plante qui poussent dans un support minéral (sol) ou dans un substitut organique (hors sol) ont généralement tendance à permettre une meilleure absorption de l’eau et des nutriments, alors que les racines dans les supports inertes sont capables d’en restreindre l’absorption.
Tout compte fait, les recherches ont démontré à maintes reprises qu’aucune augmentation appréciable en termes de taille et de qualité des récoltes n’est notée en culture hydroponique comparativement à un support actif. Les deux méthodes ne font que répondre à des besoins différents. Le jardinage hydroponique convient à des situations bien précises. La méthode hydroponique convient lorsque la culture dans un système habituel est difficile, que l’horticulteur possède des connaissances approfondies en matière d’application des principes de base, qu’il a beaucoup de temps à consacrer à sa culture ou qu’il possède des équipements spécialisés pour bien surveiller le système.
Les deux systèmes utilisent le principe de débit massique pour fournir l’apport nutritif. Pour qu’un élément nutritif disponible puisse être assimilé par la plante, il doit être en suspension dans un liquide, en l’occurrence, l’eau. Lorsqu’un élément est relâché par rupture naturelle ou donné par un site d’échange cationique, il devient disponible pour la plante dans la solution.
Dans un système hydroponique, les éléments sont fournis et disponibles uniquement dans la solution. Dans un support actif, comme les sols minéraux ou les mélanges de tourbe hors sol, les éléments nutritifs circulent dans la solution dans le sol en réaction à l’équilibre de concentration, c’est-à-dire qu’autant d’éléments circulent dans les particules du support que dans la solution, ou vice versa.
Lorsque la solution atteint la surface racinaire, dans les deux systèmes, elle devient disponible pour la plante, c’est ce qu’on nomme le concept de débit massique.
Peu importe la méthode, le principe demeure le même: les nutriments doivent être présents dans la solution afin d’être assimilés. Ils doivent s’y trouver dans les bonnes proportions les uns par rapport aux autres, et ce, en fonction des besoins de la plante. Ils doivent aussi adopter la bonne forme (ion), c’est pourquoi le pH joue un rôle décisif.
Quel est le meilleur système à utiliser en culture: à recirculation ou sans recirculation?
En fait, il n’y a aucune bonne ou mauvaise réponse ici, c’est plutôt une question de commodité. Les systèmes sans recirculation nécessitent moins d’efforts, mais ils créent aussi un problème d’évacuation des surplus d’eau.
Dans tous les systèmes, les plantes fonctionnent avec des proportions équilibrées de nutriments par rapport à la plante elle-même. Si un seul des nutriments, même les oligoéléments comme le molybdène, est disponible en quantité inférieure aux besoins de la plante, il deviendra le facteur limitant et tous les autres éléments seront en surplus, ce qui provoque des problèmes d’accumulation à l’intérieur de la plante, car ils ne peuvent pas être utilisés. La plante se développera également plus lentement, et même si la quantité d’engrais est à son niveau optimal dans l’ensemble, le facteur limitant réduira ce que la plante peut utiliser ce qui entraînera un manque. Ceci provoque généralement des carences visibles qui affectent l’ensemble de la plante, mais parfois l’effet est invisible, car l’élément manquant fait partie d’un processus. (Le chlore, un élément essentiel dans la séparation d’une molécule d’eaupour la photosynthèse, provoquera une réduction générale de l’énergie de la plante, ralentissant ainsi le développement, sans pour autant se manifester par des symptômes visibles.)
Tous les éléments laissés derrière, bons ou mauvais, restent là et influencent les proportions perçues par la plante, ce qui peut donc modifier l’ensemble des réserves nutritives de la plante. Il est important d’éliminer de tels surplus dans le support en effectuant un drainage. Une fois le drainage effectué, il ne faut pas faire circuler cette solution à nouveau, puisque les proportions nutritives seront déséquilibrées.
Les systèmes à recirculation soulèvent les mêmes préoccupations quant au drainage, mais la solution est réacheminée vers le réservoir pour être appliquée de nouveau. En traversant la zone racinaire, la plante se procure les éléments dont elle a besoin de façon sélective tout en relâchant ceux dont elle n’a pas besoin et les déchets dans la solution, et elle absorbe la quantité d’eau dont elle a besoin. Ceci provoque un déséquilibre des nutriments qui deviennent soit plus faibles ou plus forts que la quantité optimale.
Les réservoirs de recirculation doivent permettre un contrôle du pH et des concentrations sur une base continue. Pour atteindre une croissance optimale, l’horticulteur doit vérifier la solution quelques fois par jour et rééquilibrer les éléments utilisés afin de maintenir l’équilibre optimal de la solution. Le problème d’évacuation demeure, car les réservoirs de fertilisation doivent être drainés périodiquement pour éliminer les déchets qui s’accumulent progressivement, sinon les concentrations demeurent élevées, mais sans valeur pour la plante.
Somme toute, il est évident que les plantes réagissent aux conditions optimales. Le système doit respecter les caractéristiques d’évolution de la plante, c’est-à-dire que les plantes aquatiques préfèrent les supports aqueux tandis que les plantes sèches préfèrent un environnement plus aride. Les systèmes sont différents principalement pour faciliter le travail des horticulteurs et répondre à leurs besoins. Les besoins de la plante dans tous ses aspects de croissance doivent être maintenus. La méthode idéale pour cultiver une plante se trouve à mi-chemin entre les besoins de la plante et les capacités de l’horticulteur.
