Hydroponie

L’hydroponie fait pousser les plantes sans sol, les racines dans une eau qui porte les éléments minéraux dont elles ont besoin. La solution fait le travail de la terre, tandis que les racines sont gardées à l’obscurité et reçoivent de l’air. Le botaniste Julius Sachs a publié en 1860 des expériences où des plantes allaient jusqu’à la graine dans de telles solutions, et William Gericke a donné son nom à la méthode en 1937.

Ce que c’est

L’hydroponie est la culture des plantes sans sol, les racines dans l’eau. Une solution de sels minéraux leur apporte ce que donnerait la terre : de l’eau et les éléments chimiques que les plantes puisent dans le sol. Les feuilles ont toujours besoin de lumière et du gaz carbonique de l’air, comme au champ. Dans une méthode voisine, la culture sur substrat, les racines poussent dans du sable, du gravier ou une autre matière qui ne contient elle-même aucune nourriture, et la solution y est versée ou pompée.

Les plantes sont faites surtout de carbone, d’hydrogène et d’oxygène, qui viennent de l’air et de l’eau. Le reste, en bien moindre quantité, vient du sol : azote, phosphore, potassium, soufre, calcium et magnésium, et à l’état de traces fer, chlore, bore, manganèse, zinc, cuivre, nickel et molybdène. Chacun est indispensable, et une plante qui manque d’un seul pousse mal, même si elle dispose de tous les autres. Une solution nutritive est une recette qui les fournit tous, dissous dans les bonnes proportions. Certains de ces oligo-éléments n’ont été reconnus essentiels que grâce aux cultures en solution, où rien n’atteint la plante que ce que le cultivateur y a mis.

Comment ça marche

La solution remplace le sol, mais pas tout ce qui entoure les racines. Les racines respirent : il leur faut de l’oxygène, qu’elles trouvent dans les vides d’un bon sol. Dans une eau immobile, elles en manquent vite. On fait donc barboter de l’air dans la solution, ou l’on ménage une couche d’air entre la solution et le support de la plante, où une partie des racines peut pendre. La zone des racines est aussi gardée à l’obscurité : les premiers expérimentateurs habillaient leurs bocaux de papier, et les cultivateurs couvrent leurs bacs.

Un bac des années 1930 : les plantes poussent dans un lit poreux posé au-dessus de la solution nutritive.

La plante est tenue au collet par un bouchon, un couvercle percé ou un petit pot, et ses racines pendent directement dans le liquide. Les grandes plantes comme la tomate ont besoin d’un tuteur, et la pomme de terre d’un lit où ses tubercules peuvent se former.

Le cultivateur maintient la solution dans certaines limites. À mesure que la plante prélève l’eau et les sels, la solution change : elle se concentre ou s’appauvrit, devient plus acide ou plus alcaline. Trop d’engrais abîme les racines, trop peu affame la plante. Les producteurs mesurent la solution et la corrigent ; un montage domestique simple part d’une solution complète à la bonne concentration et la remplace pour la culture suivante.

Comment faire

Dans le bocal, le niveau baisse à mesure que la laitue boit, et les racines du haut respirent dans une couche d’air humide.

Ce bocal fait pousser une laitue sans pompe, selon la méthode sans circulation que l’horticulteur Bernard Kratky a décrite à Hawaï. Il vous faut un bocal de verre propre à large ouverture avec son couvercle, un petit pot ajouré qui tienne dans un trou du couvercle, une motte ou un cube de substrat comme la fibre de coco ou la laine de roche, un plant de laitue ou de basilic, et un engrais complet vendu pour l’hydroponie, avec oligo-éléments.

Habillez le bocal de papier sombre ou de papier d’aluminium, en laissant une fente étroite pour voir le niveau. Percez le couvercle pour que le pot y tienne par son rebord. Mélangez l’engrais à de l’eau propre exactement comme l’indique l’étiquette, et remplissez le bocal jusqu’à ce que la solution touche tout juste le fond du pot. Posez le plant avec sa motte dans le pot, et placez le bocal devant une fenêtre lumineuse ou sous une lampe.

Ne remplissez pas le bocal jusqu’en haut. En grandissant, la laitue boit la solution, le niveau baisse et une couche d’air humide s’ouvre sous le couvercle. Les racines qui y pendent prennent leur oxygène dans l’air, et celles du bas continuent d’absorber l’eau et la nourriture. Si le niveau descend trop avant que la laitue soit prête, ajoutez un peu de solution, juste assez pour mouiller les racines les plus basses : remplir à nouveau noierait celles qui vivent désormais dans l’air. Récoltez les feuilles avant que la solution soit épuisée.

Les sels d’engrais sont des produits chimiques. Gardez le paquet fermé, étiqueté et hors de portée des enfants et des animaux, mesurez-les avec des cuillères réservées à cet usage, lavez-vous les mains après les avoir manipulés, et ne buvez jamais la solution. Manipulez le bocal de verre avec précaution. Si vous ajoutez une pompe à air ou une lampe, gardez prises et fils au-dessus de l’eau et à l’écart. Lavez les feuilles avant de les manger, et versez la solution usée, diluée, sur la terre du jardin plutôt que dans une mare.

Histoire et évolution

En 1699, Woodward compare de la menthe cultivée dans différentes eaux.

En 1699, le naturaliste anglais John Woodward fait pousser des brins de menthe dans des fioles d’eau de pluie, d’eau de rivière et d’eau d’une conduite, l’une additionnée de terre de jardin. Les plantes prennent le plus de poids dans l’eau la plus boueuse, et il en conclut que les plantes sont faites de terre plutôt que d’eau. Il cherchait de quoi les plantes sont faites, et ne leur donnait aucune nourriture définie.

La méthode est née de la chimie de la nutrition des plantes, au milieu du XIXe siècle, quand on eut compris que le sol fournit aux plantes certains éléments en plus de l’eau. Des chimistes, dont Jean-Baptiste Boussingault en France, cultivaient déjà des plantes dans du sable et d’autres matières inertes pour étudier leur nutrition. Restait à se passer de tout support solide. En 1860, le botaniste allemand Julius Sachs publie des expériences où des plantes terrestres poussent dans des solutions aqueuses de sels connus et donnent des graines capables de germer. Il élève les plantules dans de la sciure, fixe chacune dans un bouchon percé au col d’un bocal de verre, et laisse les racines pendre dans la solution. Des bocaux de ce genre, habillés de papier contre la lumière, étaient encore recommandés pour les démonstrations scolaires au XXe siècle.

Pendant des décennies, la culture en solution reste un outil de laboratoire pour étudier les besoins des plantes, et elle conduit à la découverte de plusieurs oligo-éléments. Dennis Hoagland, à l’université de Californie, publie une étude sur les meilleures solutions nutritives. Dans les années 1930, son collègue William Gericke adapte la méthode à la culture de plantes comme la tomate et la pomme de terre dans de grands bacs, et la baptise hydroponics dans un article de Science en 1937. La presse s’en empare, et Hoagland et Daniel Arnon mettent en garde contre bien des promesses exagérées. Dans les années 1960, les tours-serres d’Othmar Ruthner faisaient passer leurs plantes par un bac de solution nutritive, l’une des premières formes de la serre verticale. Plus tard, Bernard Kratky décrit une méthode sans pompe ni électricité, où la solution est versée une fois et son niveau laissé à la baisse.