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Hydroponie Un chercheur de la NASA vériﬁe les oignons hydroponiques : à sa gauc

Hydroponie Un chercheur de la NASA vériﬁe les oignons hydroponiques : à sa gauche se trouve de la laitue Bibb et à sa droite des radis. Photo d'un plant de bananier dans le potager hydroponique Hy- droTown. L’hydroponie ou culture hydroponique (ou agricul- ture hors-sol), du grec πονος (ponos, « le travail » ou « l’eﬀort ») et ὕδωρ (hudōr, « l’eau »), est la culture de plantes réalisée sur un substrat neutre et inerte (de type sable, pouzzolane, billes d'argile, laine de roche etc.). Ce substrat est régulièrement irrigué d’un courant de solution qui apporte des sels minéraux et des nutriments essentiels Récolte de poivrons sur le potager hydroponique HydroTown. Culture hydroponique de tomates (hybrides de Black Macigno), Sardaigne, Italie à la plante. La culture hydroponique est très présente en horticulture et dans la culture forcée de certains légumes sous serre. Cette technique de culture s’est développée pour aboutir aujourd’hui à l’aéroponie et sa variante l’ultraponie. Elle permet d’accélérer le processus de maturation des fruits 1 2 2 HISTOIRE Variante de culture hydroponique de tomates, sur ballot (hybrides de Black Macigno), Sardaigne, Italie grâce à un rythme nycthéméral plus rapide et permet plu- sieurs récoltes par an. L’état sanitaire de ces cultures est contrôlé par des pesticides ou produits phytosanitaires. 1 Introduction Pour que les végétaux poussent de manière optimale, ils ont besoin de lumière (qu’elle soit naturelle ou ar- tiﬁcielle), d’une température stable et tempérée, d’une hygrométrie de l’air suﬃsante ainsi que d’une oxygéna- tion satisfaisante des racines, enﬁn d’une nourriture adé- quate en suﬃsance composée d’eau, de sels minéraux et d’oligo-éléments. Les plantes possèdent un métabolisme qui est capable d’assimiler des aliments et de les éliminer sous forme de déchets, comme bon nombre d’êtres du règne du vivant. Êtres vivants immobiles, les plantes assimilent leur nour- riture sous forme d’eau minéralisée grâce à leurs racines, et l’énergie nécessaire pour métaboliser par la lumière. Dans la nature, c’est le sol qui joue le rôle de réservoir de sels nutritifs. Il est cependant très rare d’avoir un sol de qualité qui possède tous les éléments nécessaires à la vie des végétaux dans des proportions optimales ; de plus, l’acidité adéquate est propre à chaque plante et peut gran- dement varier en fonction du terrain, de la météo ou en- core des saisons. Les cultures potagères et les cultures de ﬂeurs, par exemple, nécessitent un pH se situant entre 5.5 et 6.5 (acide). Le sol possède de l’humus contenant des agents chélates, appelés aussi substances tampons, sub- stances qui ont le pouvoir de garder l’acidité du sol à l’équilibre en absorbant des substances qui y sont en ex- cédent, pour les libérer éventuellement lorsque les condi- tions varient. Dans le cas des cultures hors-sol, les cultures se déroulent sans terre, se libérant ainsi des contraintes liées aux cultures terriennes classiques. La culture hors-sol est une nouvelle technique alterna- tive de culture des végétaux qui peut être mise en place dans des exploitations horticoles de toutes tailles. Pou- vant constituer, semble-t-il, une réponse aux problèmes d’eau et de pollution que connaît notre planète, être au service des chercheurs qui utilisent cette technologie pour faire des recherches sur les végétaux, que ce soit pour les plantes médicinales ou encore pour les micro-organismes embarqués dans les vaisseaux spatiaux. 2 Histoire 2.1 Première apparition de culture hors- sol Bien qu’il ne s’agisse pas réellement d’hydroponie, l’idée de culture hors-sol naturel apparaît avec les jardins sus- pendus de Babylone. Les peuples vivant au bord de lacs de hautes montagnes du Pérou comme le Titicaca, culti- vaient leurs potagers à la surface de l’eau. Les Aztèques quant à eux s’établirent dans les marécages proches de la future ville de Mexico et conçurent des sortes de radeaux faits de joncs et de roseaux recouverts d’une couche de limon nommés chinampa sur lesquels les agriculteurs jar- dinaient ; il est toujours possible de voir de nos jours. Les racines des plantes plongeaient dans l’eau des lacs : sans le savoir, ils étaient les précurseurs d’une espèce d’aqua- culture primitive. Les Chinois emploient encore des tech- niques millénaires de culture sur gravier. La culture hors-sol que l’on connaît de nos jours est née au XIXe siècle en Allemagne. Elle fut découverte dans le cadre de recherches réalisées aﬁn de découvrir de quoi se nourrissaient les plantes. Ce n’est qu’en 1930 que Gericke produisit le premier système hydroponique commercial aux États-Unis. Pendant la Seconde Guerre mondiale, des Américains cultivèrent des légumes hydroponiques dans les îles volcaniques du Paciﬁque pour assurer l’apport en vitamine nécessaire à la bonne santé de leurs troupes qui y étaient en garnison. Depuis, des essais ont prouvé la viabilité de la technique, ainsi que son potentiel économique et environnemental.[réf. nécessaire] Aujourd’hui, la culture hors-sol est pratiquée en agri- culture sur des millions d’hectares dans le monde. Un grand nombre des légumes frais comme la tomate, le concombre, la courgette, la laitue, le poivron, les piments, 3 les épinards, les brocolis, les haricots, les carottes, les betteraves, les pommes de terre, les herbes aromatiques, qui sont cultivés en serre sont issus de cultures hors-sol, et, c’est également le cas de la majorité des ﬂeurs coupées que l’on retrouve chez les ﬂeuristes. 2.2 Première recherche sur les engrais C’est le Baron Justus von Liebig (1803-1873), professeur de chimie à l’université de Giessen, qui fut un des pion- niers de la recherche dans le domaine de la chimie phy- siologique. Il fut le fondateur de la chimie agricole et for- ma un certain nombre des plus grands chimistes de son époque. En observant tout simplement une plante qu’il avait fait brûler, il conclut que les éléments présents dans les cendres, azote, phosphore et potasse, nourrissaient les plantes, et que celles-ci transformaient des matières miné- rales en provenance du sol et de l’atmosphère en matière organique. Grâce à cette découverte, il réussit ses pre- mières expériences avec des engrais artiﬁciels. Avant Lie- big, les sols vierges étaient très fertiles et plein d’humus. On pensait que cette matière brune, pourrissante, était, à ses diﬀérents stades, la source principale d’alimentation des plantes. Liebig attaqua cette notion avec force. En 1905, Fritz Haber, un chimiste allemand, découvrit un procédé permettant de transformer l'azote de l’air en ammoniaque liquide, constitué de 80 % d’azote. En 1915, il s’associa avec Karl Bosch, un ingénieur allemand, pour dresser les plans de la première usine d’ammoniaque syn- thétique du Reich, avec des conséquences historiques dra- matiques. Les deux guerres mondiales ont été le terrain d’essais chi- miques à grande échelle. À la ﬁn de la Seconde Guerre mondiale, les principales mines d’ammoniaque durent trouver d’autres débouchés, c’est ainsi que des ﬁrmes comme DuPont, Dow Chemical, Monsanto, American Cyanamid lancèrent la production en masse d'engrais mi- néraux. 2.3 Premières recherches sur les cultures hors-sol Les débuts de la culture hors-sol remontent au XVIIe siècle. À cette période, on pensait encore que les plantes se formaient à partir de l’eau. Au début du XVIIIe siècle, John Woodward pensait que c’était la terre et non l’eau qui créait la plante, ceci suite à ses expériences de culture sans sol. Ce n’est qu’en 1758 que Duhamel du Monceau eut l’idée de reprendre les études de la culture sans sol. Il ﬁt germer des graines dans des éponges, pour plonger ensuite les ra- cines des plantes dans une solution d’engrais. Il déduisit de ses expériences que la plante n’absorbait pas que de l’eau, mais aussi les minéraux qui y étaient dissous. Toutes ces nouvelles découvertes amenèrent à faire de nouvelles recherches. Les premières recherches sur la culture hors-sol dite moderne, s’eﬀectueront suite aux dé- couvertes sur la nutrition minérale des végétaux, eﬀectué par Justus von Liebig. Ces premières ébauches seront ap- pelées hydroponique, ou hydroculture, mot qui vient du mot allemand Hydrokultur. Cette culture remplace désor- mais le sol traditionnel par une solution nutritive renouve- lée régulièrement, et permet la culture d’un grand nombre de légumes ainsi que de certains fruits. Suite à ces découvertes, les scientiﬁques ont réellement commencé à s’intéresser à ce sujet. Cependant, pour être exact, la découverte de cette technique doit être attribuée à deux chercheurs allemands Knop et Sachs, qui, en tra- vaillant sur la fertilisation des plantes, ont mis en évidence le rôle de l’eau, de l’air, et du sol. Et c’est précisément en cherchant le rôle de chacun des éléments constituants le sol, qu’ils se sont aperçus que celui-ci pouvait être tota- lement reconstitué de façon artiﬁcielle. Simultanément et de manières indépendante, ils ont réussi à faire pousser des plantes sur des milieux entièrement liquides consti- tués d’eau et de sels minéraux. Les cultures hors-sol se sont développées rapidement au détriment de l'environnement, car les rendements obtenus étaient supérieurs aux rendements des cultures normales, et les coûts et la peine au travail s’en voyaient fortement diminués. 3 Les diﬀérents substrats On entend par substrat une substance inerte chimique- ment (qui est incapable de réagir avec d’autres sub- stances), qui remplace la terre, et qui est utilisé comme support de culture pour les plantes. Il doit uploads/Societe et culture/ hydroponie-wikipedia-fr.pdf