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Optimisation de la fertirrigation en culture de fraises hors-sol Par : Léa ZERB

Optimisation de la fertirrigation en culture de fraises hors-sol Par : Léa ZERBINO Soutenu à Angers, le 7 septembre 2018 Devant le jury composé de : Président : Etienne Chantoiseau Maître de stage : Nicolas Fedou Enseignant référent : Patrice Cannavo Autres membres du jury : Philippe Morel, Ingénieur INRA en agronomie horticole Les analyses et les conclusions de ce travail d'étudiant n'engagent que la responsabilité de son auteur et non celle d’AGROCAMPUS OUEST Ce document est soumis aux conditions d’utilisation «Paternité-Pas d'Utilisation Commerciale-Pas de Modification 4.0 France» disponible en ligne http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.fr AGROCAMPUS OUEST CFR Angers CFR Rennes Année universitaire : 2017-2018 Spécialité : Horticulture Spécialisation (et option éventuelle) : Ingénierie des Productions et des Produits de l’Horticulture (I2PH) Mémoire de fin d’études d’Ingénieur de l’Institut Supérieur des Sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage de Master de l’Institut Supérieur des Sciences agronomiques, agroalimentaires, horticoles et du paysage d'un autre établissement (étudiant arrivé en M2) I | P a g e REMERCIEMENTS Mes premiers remerciements s’adressent à Nicolas Fedou qui, malgré son manque de temps consacré au projet pour cette deuxième année, s’est rendu disponible régulièrement et a su me guider dans mes démarches tout en me laissant beaucoup d’autonomie sur l’étude. Je tiens également à remercier Nathalie Deschamp pour ses propositions et ses explications lors de visites chez divers producteurs. Elle m’a fait découvrir plusieurs aspects de la Chambre d’Agriculture qui m’ont permis de comprendre l’importance du soutien, du conseil et de la sensibilisation auprès des agriculteurs et du grand public. Je remercie le reste de l’équipe “Fraises”, notamment Sylvie Valbuzzi qui a su prendre du temps pour m’apporter toutes les informations techniques et scientifiques concernant la production de fraises en Nouvelle-Aquitaine. Mes remerciements vont aussi à l’entreprise Connecting-Nature pour les échanges concernant l’amélioration du logiciel de récupération de données, et à la société Padula qui a fourni le matériel de mesure pour l’étude des supports de culture. Je souhaite également remercier mon tuteur de stage Patrice Cannavo pour son accompagnement et sa réactivité lors de mes questionnements sur différents aspects de mon stage. Je remercie particulièrement Thierry, Serafim, Jean-Marie et Patricia qui m’ont laissé accéder à leurs parcelles, et ont pris du temps pour me parler de leur production durant ces six derniers mois. Une petite pensée va également aux autres producteurs que j’ai rencontré et avec qui j’ai pu échanger tout au long de mon stage sur la production de fraise, mais aussi d’autres cultures présentes en Dordogne. Enfin, je remercie toutes les personnes qui ont pris le temps de relire ce rapport, de me faire leurs commentaires et de m’aiguiller dans mes choix rédactionnels. II | P a g e TABLE DES MATIERES REMERCIEMENTS…………………………………………………………………………… I TABLE DES MATIERES…………………………………………………………………….. II GLOSSAIRE…………………………………………………………………………………... IV LISTE DES ABREVIATIONS………………………………………………………………... V TABLE DES ILLUSTRATIONS…………………………………………………………….. VI TABLE DES TABLEAUX.………………………………………………………………….. VII Introduction ............................................................................................................. 1 Chapitre 1 : Synthèse bibliographique .................................................................. 3 1. Aperçu de la culture ................................................................................................ 4 1.1 Organisation d’un cycle de culture .................................................................................... 4 1.2 Principaux stades de développement ................................................................................. 5 1.3 Effets du changement climatique ........................................................................................ 6 2. Substrats .................................................................................................................. 8 2.1 Propriétés ........................................................................................................................... 8 2.2 Matériaux ......................................................................................................................... 11 3. Eléments nutritifs .................................................................................................... 12 3.1 Rôle des éléments nutritifs ................................................................................................ 12 3.2 Solutions nutritives ........................................................................................................... 13 4. Irrigation ............................................................................................................... 14 4.1 L’eau et la plante .............................................................................................................. 14 4.2 Bilan hydrique et tensiométrie ......................................................................................... 15 4.3 Irrigation de précision ..................................................................................................... 16 5. Fertirrigation ......................................................................................................... 17 5.1 Composants et fonctionnement du système ...................................................................... 17 5.2 Salinité et conductivité ..................................................................................................... 18 Chapitre 2 : Matériel et Méthode ........................................................................ 19 1. Matériel de production ............................................................................................ 19 2. Matériel de mesure .............................................................................................. 21 3. Méthode d’analyse ............................................................................................... 24 3.1 Récupération et traitement de données ............................................................................ 24 3.2 Analyse statistique ............................................................................................................ 26 Chapitre 3 : Résultats............................................................................................ 27 III | P a g e 1. Régime d’irrigation ................................................................................................. 27 2. Substrats .................................................................................................................. 29 3. Installations ............................................................................................................. 30 Chapitre 4 : Discussion ......................................................................................... 31 1. Pilotage de l’irrigation ......................................................................................... 31 2. Conductivité et substrats ......................................................................................... 32 3. Investissements dans les installations ..................................................................... 34 Conclusion .............................................................................................................. 36 Sitographie ............................................................................................................. 37 Bibliographie .......................................................................................................... 38 Annexes ................................................................................................................... 43 Annexe I ......................................................................................................................... 43 Annexe II ....................................................................................................................... 44 Annexe III ...................................................................................................................... 45 Annexe IV ...................................................................................................................... 46 IV | P a g e GLOSSAIRE Conductivité : capacité d’un matériau à laisser passer et conduire le courant électrique. Elle se mesure en milli-Siemens par centimètre (mS/cm) à l’aide d’un conductimètre. L’inverse est la résistivité du matériau (Peltier, 2017). Culture hors-sol : culture dont les racines des plantes reposent dans un milieu reconstitué, détaché du sol. Le substrat, minéral ou organique, est neutre et inerte, et peut être d'origine industrielle. Ce milieu de culture est irrigué de façon régulière par des solutions nutritives adéquates à la plante cultivée (Dietimiam, 2007). Fertirrigation : conjugaison d’une alimentation hydrique et d’une nutrition minérale afin d’apporter une solution nutritive aux cultures lors de l’arrosage. Aussi appelée « fertigation » ou « irrigation fertilisante » (Encyclopædia Universalis, 2018). Mini-trayplant ou eco-plant : méthode pas encore standardisée, stolon repiqué sur motte et élevé pendant 2 à 3 mois à faible densité, puis conservé comme les trayplants (Carmentran-Delias, 2016). Plant frigo : plan prélevé en pépinière, arraché au repos végétatif, conservé en frigo à -2°C jusqu’à la veille de la plantation. Plant ne pouvant être conservé plus de 6 mois (Carmentran-Delias, 2016). Plant motte : 3 types différents : motte, motte gelée et motte d’altitude. Le plant motte est un stolon raciné sur une motte, élevé pendant 3 à 4 semaines (Carmentran-Delias, 2016). Solarimètre : instrument permettant de mesurer une intensité lumineuse en W/m2. Il est utilisé pour piloter l’irrigation dans les serres en fonction de l’intensité du rayonnement solaire (Guérineau et al., 2003). Trayplant : plant produit à partir d’un stolon (ou d’une motte), repiqué début août sur une motte conique d’un diamètre de 8 cm. Il grossit pendant l’automne sous aspersion fertilisante, chez un pépiniériste ou chez le producteur en suivant certaines règles. En fonction de la date de plantation souhaitée, la dose de froid doit être maîtrisée par un passage en frigo. La production est précoce, de bonne qualité et avec un rendement aux alentours de 400 g de fruits par plant (Guérineau, 2003). Conservation du plant en frigo entre 0 et 2°C pendant environ 1 mois, ou mise en frigo dit de conservation à -2°C après un arrêt de végétation de 4 à 9 mois (Carmentran-Delias, 2016) V | P a g e LISTE DES ABREVIATIONS ACP : analyse en composante principale BBCH : biologische bundesanstalt, bundessortenamt und chemische industrie, code des stades phénologiques des plantes cultivées CA : chambre d’agriculture CE ou Ec : conductivité électrique en mS/cm CEC : capacité d’échange cationique CIREF : centre inter-régional de recherche et d’expérimentation de la fraise CTIFL : centre technique interprofessionnel des fruits et légumes ET0 : évapotranspiration ETM : évapotranspiration maximale GES : gaz à effet de serre GIEC : groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat Kc : coefficient cultural NADH / NADPH : nicotinamide adénine dinucléotide phosphate, coenzyme PBI : protection biologique intégrée RFU : réserve facilement utilisable WUE : water use efficiency, efficacité d’utilisation de l’eau VI | P a g e TABLE DES ILLUSTRATIONS Figure 1 : Le cycle de production du fraisier en sol - variétés de jours courts (Guérineau et al., 2003) ................................................................................................................................................ 4 Figure 2: Exemples des types de courbes de rétention d'eau de différents matériaux utilisés comme support de culture pour le hors-sol. La production de fraises se fait essentiellement sur de l'écorce compostée, du mélange tourbe/écorce et des fibres de coco (Michel, 2010) ..................... 9 Figure 3 : schéma d'une installation type pour une production hors-sol en circuit ouvert ou fermé (Pardossi et al., 2011) .................................................................................................................... 17 Figure 4 : photographies des installations des quatre parcelles prises le 15/05/2018 dans le Val de Caudeau Louyre (24) (Léa Zerbino) .............................................................................................. 19 Figure 5 : Schéma de la station de récupération de données sur la parcelle 3 ; les parcelles 1, 2 et 4 ne possèdent pas de tensiomètres, mais ont le même type d’installation (document interne, 2017) .............................................................................................................................................. 22 Figure 6 : vue de l'outil récupérateur de données installé sur la parcelle 3 avec les deux sondes capacitives dans des seaux. Les autres parcelles sont équipées avec des syphons permettant aux sondes de toujours être en contact avec l'eau (photographie prise le 15/05/2018 dans le Val de Caudeau Louyre, par Léa Zerbino) ................................................................................................ 22 Figure 7 : stades, périodes de sensibilité au stress hydrique et coefficients culturaux sur une variété de saison (document interne, 2016) ................................................................................... 24 Figure 8 : schématisation de la méthode de calcul du bilan hydrique en fonction des éléments du système (Zerbino, 2018) ................................................................................................................ 25 Figure 9 : évolution et comparaison des volumes apportés ( ), volumes consommés ( - - - ), et besoins théoriques ( ) pour les quatre parcelles sur toute la saison de production. Les valeurs hors cadre restent inférieures à 600 ml/jour pour les parcelles 2 et 3. .............................. 28 Figure 10 : évolution et comparaison des conductivités (Ec) sur le mois de uploads/Geographie/ fraises-hors-sol.pdf