Brevet FR2494680A1 — publié le 19820528

La présente invention concerne un substrat minéral pour la culture de végétaux agricoles et pour faire pousser des boutures vertes en serre ou en plein air. Ce substrat appartient au groupe de substrats dits "actifs" parce qu'il peut donner et accepter des quantités importantes de substances nutritives. On conna t deux types de substances pour la culture de végétaux agricoles: - celles dites "actives" qui donnent des substances nutritives aux plantes e - celles dites "inertes" auxquelles on ajoute une solution nutritive pour assurer la nutrition des plantes. On connait un substrat de type "actif" qui se compose de terre, de tourbe et de sable, mélangés dans des proportions.différentes et le plus souvent dans des proportions 1: 2: 1. Il constitue le substrat de base utilisé pour la culture de fraises et d'autres végétaux dans les appareils de culture. Pour le bouturage on connaît diverses sortes de substrats constitués de tourbe, de sable, de perlite et de vermiculite. Chacune de-ces substances s'utilise indépendamment ou en combinaison avec le reste des substances mentionnées. Pour une culture de fraises en serre, on a essaye un substrat de type inerte composé de tourbe, de mousse et de sable (récemment on y a ajouté du vermiculite aussi). Dans la pratique, lorsqu'il s'agit de superficies importantes, on utilise un substrat de type inerte composé de tourbe, de perlite, de sciure de bois, de granules de chSne-liège et d'autres matières légères. La nutrition de plantes, lorsqu'il s'agit de substances "inertes" s'effectue selon le principe de la culture hydroponique, c'est-à-dire en y introduisant des solutions nutritives préparées à l'avance. L'un des substrats dits "actifs" a été mis à l'essai dans notre pays. Ses constituants sont de la terre, de la tourbe et du sable dans des proportions 1: 1: 1. On connatt l'utilisation de tourbe, de sable et de perlite comme substrat utilisé pour l'enracinement de boutures vertes. Ces matières sont utilisées soit séparément, soit en mélanges de tourbe et de sable ou de tourbe et de perlite dans divermes proportions par volume 1:1, 2:1, 3:1, 1:2 etc. Dans certains pays on utilise du sable, de la tourbe et du vermiculite, à l'état pur ou en mnélanges, pour le bouturage. L'iconvénient des substrats dits "actifs"5, tels qu'ils sont utilisés dans la pratique courante, réside dans le fait quails contiennent de faibles quantités de certains macro- et micro-éléments, qui sont aisément accessibles aux plantes mais qu'ils donnent difficilement. En outre, ees substrats ont un poids par volume élevé et une faible porosité, ce qui fait que l'aération du milieu n'est pas bonne; les substances nutritives accessibles aux plantes ne sont pas présentes en quantités suffisantes pour assurer un rendement élevé; le pHlI du milieu dépend trop du type de terre avec laquelle le substrat est associé. De tels substrats sont fréquemaent infectés de maladies et de pestes. L'inconvénient que les substrats de type "actif" centierinet de faibles quantités de macro- et de micro-éléments qu'ils ne donnent que difficilement revêt une importance particulière lorsqu'il s'agit de plantes enracinées sous un brouillard artificiel. Dans ces conditions, certains des macro- et micro-éléments sont éliminés, dans urne grande mesure,. des feuilles des boutures par l'action de l'eau. Du fait que les plantes les extreaent difficilement du substrat, les résultats du bouturage ne sent pas toujours des meilleurs. La quantité insuffisante de substances nutritives dans les plantes enracinées prédétermine le faible Fzurcentage de plantes enracinées en serre. Les substances utilisées dans la pratique ne possèdent qu'unwfaible pouvoir de sorption et les engrais azoté, phosphoreux, et de potassium que l'on y introduit sont éliminés de façon intensive par les eaux de filtration en dehors de la zone d'enracinement. Les substrats "inertes", quoi que plus légers et plut8-St pratiques au premier abord présentent néanmoins plusieurs inconvénients: ils nécessitent une préparation préalable et un contrôle de la concentration de la solution nutritive, un matériel électronique coûteux et un personnel hautement qualifié pour la préparation et le dosage des solutions dans les pots contenant les plantes. Un but de la présente invention est de fournir un substrat pour la culture de végétaux agricoles et pour le bouturage en serre ou en plein air, ce substrat devant contenir des quantités importantes de macro- et micro- 24 94680 éléments sous forme aisément accessible et devant posséder un pouvoir de sorption élevé. On a constaté qu'un substrat pour la culture de végétaux agricoles ou le bouturage peut être obtenu en broyant du zéolite naturel du type klinoptylolitique, en le séchant et en le fractionnant pour obtenir des fractions de dimensions 0,8 - 2,0 mm et de 2,0 - 5,0 mm, dans des proportions comprises entre 1:1 et 2:1, en le mélangeant avec du vermiculite (dimensions de particules, à l'état brut, étant comprises entre 0,0 et 1,0 mm et, à l'état expansé, entre 5,0 et 15,0 mm dans des proportions comprises entre 1:9 et 2:8) et en le mélangeant enfin avec de la matière organique analogue à la tourbe. Les proportions de zéolite, de vermiculite et de tourbe sont différentes selon le végétal à cultiver. Elles peuvent aller de 10:0,01:0,01 jusqu'à 5:2:3. On traite le mélange avec un engrais de nitrate d'ammonium que l'on introduit sous forme de sulphate d'ammonium et de superphosphate et qui donne entre 0,1 et 0,5% d'azote et la même quantité de phosphore. Le substrat présente les avantages suivants: son pouvoir de sorption est plusieurs fois plus important; il contient une quantité importante de macro- et micro-éléments aisément accessible aux plantes, à l'exception de l'azote et du phosphore; il présente une humidité limite de sol élevée; il est d'un faible poids relatif, ce qui permet d'utiliser le substrat dans des appareils verticaux tels que pots, ainsi que tuyaux en polyéthylène; il présente une porosité élevée, ce qui assure un très bon régime d'eau et d'air pour les plantes; la réaction du substrat dans l'eau est pratiquement nulle; les plantes peuvent aisément extraire les éléments nutritifs, comme dans la culture hydroponique; il peut être préparé en usine; l'arrosage s'effectue sans la nécessité de prévoir des appareils complexes et coûteux de dosage et de contrôle. Pour ces raisons, le substrat peut être préparé en usine et mis en emballages prêts à la vente. Le substrat est pratiquement stérile vis-à-vis des maladies et des pestes, parce que, lors du traitment du zéolite naturel de type klino- ptylolite, le séchage de la matière s'effectue à une température comprise entre 250 et 350OC. Le substrat proposé permet de cultiver des plantes et d'obtenir une augmentation importante de la masse épigée et des racines, un grand nombre de germes et des fruits de poids élevé, ce qui permet d'obtenir des rendements élevés par superficie de dix ares. Le substrat permet en outre d'obtenir un meilleur rendement de boutures vertes enracinées contenant une bonne réserve de substances nutritives. Il en résulte que ces boutures enracinées s'adaptent mieux aux conditions en serre lorsqu'on les y repique. Le substrat permet d'obtenir en outre une pourcentage plus élevé de boutures enracinées que ceux utilisés actuellement et la biomasse de la bouture individuelle est également plus importante. Exemple 1 On a effectué, fin 1977, dans une serre de l'Institut de Recherche le Fructiculture 3 Plovdiv, une expérience qui visait la cul'-t-re de fraises et de poivre sur un substrat constitué uniquement de zéolite minéral, traité préalablement avec du sulphate d'ammonium et du triple superphosphate. On i5 a distribué le substrat horizontalement 'pour former une couche d'une épaisseur comprise entre -10 et 15 cm. Entre le 6 et le 23 décembre 1977 on a planté sur ce substrat des plants de fraisiers refroidis des variétés qedgountlet et Gorella. Le pourcentage de plants enracinés était très élevé supérieur a 95%. On a arrosé régulièrement' les plants pour maintenir l'humidité normale du substrat, Les fraisiers ont commence a produire des fleurs dès le début février et on a récolté les premiers fruits mdrs le 2 mars 1978e Chaque plant (plants non repiqués) a donné en moyenne 120 g de fruits selon la date de plantation et la variété, ce qui s'élève à 2,5 - 3,0 tonnes de fraises par superficie de di: ares, en eompt'ant 25 mille i>antes sur une superficie de dix ares. Certaines plantes ont produit beaucoup plus de fruits - 165 a 215 g par plante ( de la variété Redgountlet). âU mois de mai, après la récolte des fraises, on a planté sur le même ubs:at' des plants de piv rie-r (vsrit6-é "Si-iria")o 1G0G des plants ont pris aei es plants en- deveiopp normalemenn et ont donné beaucoup de fruits. 3.e r:udement étant dJ'.'iion,7 aiues par superficie de dix ares. Le substrat sur lequel on a cultivé les deux végétaux se compose de 100%o de zéolite naturel de type klinoptylolite ayant la composition chimique suivante: dioxyde de silicium 70,5%o; trioxyde de dialuminium - 11,0%; trioxyde ferrique - 0,8%; oxyde de calcium - 2,4%; oxyde de magnésium - 0, 6%; oxyde de potassium- 4,0%; oxyde de sodium- 1,5%; micro-éléments, cuivre au manganèse, zinc: bore, titane et autres, jusqu'à un total de 10%,o eau de cristallisation - 8,7%. Ce substrat contient deux sortes de fractions de zéolite: 0,8 - 2,0 mm et 2,0 - 50 mm dans des proportions de 1:1. Il possède les propriétés suivantes: pouvoir de sorption - 150 méq./100g, poids par volume - 0,85g /cm3; porosité générale - 65%; humidité limite de sol 40%; pourcentage d'humidité conduisant à la flétrissure - 20%; humidité productive - 20%; pH - 6,5. Le substrat contient sous forme d'échange les cations suivants: Ca+±1%; K - 0,3%; Na+ - 0,3%; Mg+ - 0,1%; fer mobile 0,3%; manganèse mobile - 0,05% et autres. Il contient des micro-éléments ainsi que, sous forme accessible, Cu, Zn, Mo, B. De l'azote et du phosphore ont été introduits sous forme de sulphate d'ammonium et de superphosphate, donnmant 0,2% de substance active. Example 2 Pendant la période octobre-novembre 1977, dans la serre d'une supérficie de 50 ares de la NPBLK - Septemvri, on a lancé une expérience à grande échelle visant la culture en serre de fraises des variétés "Cambridge favourite", "Redgountlet" et "Gorella" sur un substrat organique-minéral (50% de zéolite fractionné, 5% de vermiculite brut, 15% de vermiculite expansé et 30% de tourbe). On a utilisé un substrat (terre, tourbe, sable - 1:1:1) très utilisé pour la culture de fraises dans notre pays (la Bulgarie), pour contr81er les essais. Les plantes cultivées sur-le substrat expérimental ont un plus grand nombre de tiges florifères et de germes, des fruits d'un poids moyen plus élevé et les fruits mQrissent environ 15 jours plus tôt comparativement au substrat témoin. Les variétés "Cambridge favourite" et "Redgountlet" ont donné des rendements plus élevés, comme le montre le tableau 1. Tableau 1 Substrat/ Tiges florifères Fleurs sur Germes sur Poids Rende- variété sur une plante une plante une plante moyen ment d'un kg/ fruit 10 ares Cambridge favourite expérimental 3,0 25,4 14,6 6,1 2100 témoin 2,8 21,0 12,4 6,1 1800 Redgountlet expérimental 3,2 20,4 9,6 8,4 2300 témoin 2,4 13,2 9,8 6,4 1600 Gorella expérimental 2,5 15,0 8,0 8,5 1700 témoin 3, 0 17,8 11,4 6,9 1760 Les résultats figurant sur ce tableau peuvent être obtenus en utilisant le substrat suivant donné à titre d'exemple: composition fractionnée de zéolite-klinoptylolite naturel en proportions par poids - % de fraction 0,8-2,0 mm; 25% de fraction 2,0-5,0 mm et 10% de fraction 5, 0-8,0 mm + 5% de vermiculite brut de dimensions 0,0-1,0 mm + 15% de vermiculite expansé ayant des dimensions comprises entre 5,0 et 15,0mm et % de masse organique-tourbe. La fraction de zéolite est enrichie de 0,2% d'azote, introduit sous forme de salpêtre d'ammonium et de 0,2% de phosphore introduit sous forme de superphosphate second ire. Le zéolite contient 70% de klinoptylolite et a la composition chimique suivante: trioxyde de dialuminium - 11,3fo%, dioxyde de silicium - 69,0%, Fe203 - 0, 9%, K20 - 3,8%, Na20 - 1,5%, CaO - 1,35%, MgO - 0,6%, H20 - 10,2%, manganèse, zinc, titane, cuivre, bore et autres micro-éléments - 1,2% au total; potassium métabolique - 0,25%, calcium métabolique - 0,9%, sodium métabolique - 0,2%, magnésium métabolique - 0,1%, manganèse métabolique et fer - 0,35%. D'autres ions sous forme accessible, en dehors de ceux précités, sont: le cuivre, le zinc, le molybdène, le bore et autres. Le vermiculite qui forme un ingrédient du substrat possède la composition chimique suivante: SiO - 44,5%, Al203 - 15,ej Fe23 - 13%, CaO - 1,7%, MgO - 14, K2 - 5,0%, a20 - 0,3%, MnO - 0,03%, ZnO _ 0,06%, Mo - 0,0003%, Ni 0,02%, Cr, Co, V, Cu, Ca et autres. La tourbe contient environ 2% d'azote, 0,3% de phosphore et 0,4%î de potassium. Seule une partie négligeable de ces éléments est sous une forme accessible aux plantes, par exemple de l'ordre de 0,011% d'azote, 0,005% de phosphore et 0,009% de potassium. Le substrat décrit ci-dessus peut 9tre utilisé pour la culture de fraises dans des constructions verticales ainsi qu'en serre et en plein air. Il possède les propriétés suivantes: poids par volume - 0,650/cm3; pouvoir de sorption - 100méq. /100g; porosité générale - 75%; humidité limite de sol - 45%; humidité de flétrissure - 20%; humidité productive - 25%; pH - 6,7. Exemple 3 Pendant les étés de 1976 et 1977, dans une station expérimentale agricole de SSA - Gorubliane, on a testé un substrat permettant l'enracine- ment de boutures à bois tendre d'arbres fruitiers en présence d'un brouillard artificiel. Le substrat se compose de zéolite klinoptylolite naturel et de tourbe provenant d'un dépôt "Baykal" près de Pernik, dans des proportions de 70:30. Pour contrôler les expériences on a utilisé les trois substrats suivants: de la tourbe - 100%, de la tourbe et du sable dans des proport- ions par volume de 1:1 et de la tourbe avec du perlite dans des proportions par volume de 1:1. On a utilisé du zéolite naturel, qui avait été séché à 3000C et fractionné en tros fractions. Les proportions de ces fractions sont: pour la fraction de 0,8-2,0mm - 25%; pour la fraction de 2,0-5,Omm - 35e% et pour la fraction de 5,0-8,0mm - 10%. La tourbe était fortement minéralisée. On a utilisé en outre du sable de rivière et de l'agroperlite sous forme de particules comprises entre 1 et 5mm. Pour tous les substrats on a introduit 0,1% d'azote comme substance active sous forme de sulphate d'ammonium et 0,15% de phosphore comme substance active, introduit sous forme de double phosphate acide. On introduit également dans les substrats témoins 0,1% de potassium sous forme de sulphate de potassium. On a utilisé les substrats pour faire des pépinières d'une épaisseur de 15 cm. On a planté des boutures vertes de pruniers des variétés "Microbolan-B" et"lDamascena-1869"; des boutures vertes de pethers des variétés "Redheaven" et " Hale" et des boutures de rosiers ornementaux de la variété "Don Juan". On a préparé les boutures de la manière habituelle de notre pays (la Bulgarie); on les coupe en tronçons de 12cm, on les traite avec de l'acide gras bindolyl à une concentration de 2g/l et on les a plantés à des intervalles de 4 à 5cm dans des rangées espacées de 7 à 8 cm. On a planté 160 boutures pour chacun des substrats testés, c'est-à-dire en quatre répétitions avec 40 individus. Dans les pépinières, on a injecté périodiquement un brouillard artificiel pendant 5 à 10 secondes à des intervalles de 60 à 80 secondes, seulement dans la journée entre 06,00 heures et 21,00 heures. On a planté les boutures dans la seconde moitié de juin et les résultuts obtenus dans les dix premiers jours d'octobre sont répertoriés sur le tableau 2 (% des boutures enracinées, le nombre de racines de bonne qualité par bouture et la croissance par bouture). Il ressort de ce tableau que les meilleurs résultats sous ces trois rapports sont obtenus avec le substrat expérimental. Cela s'applique à toutes les variétés de pruniers, pêchers et rosiers. Tableau 2 Variété de plante Boutures Racines de Croissance par et genre de enracinées bonne qualité bouture en cm substrat par bouture (nombre) Microbolan-B tourbe 75,0 15,8 10,2 tourbe + sable(l:1) 83,7 21,1 13,3 tourbe + perlite(l:1)83,8 22,6 15,1 zéolite + tourbe(7:3)91,2 24,9 34,6 Damascena-1869 tourbe 77,5 18,0 6,0 tourbe + sable 81,0 19,7 8,1 tourbe + perlite 82,5 21,6 10,5 zéolite + tourbe 91,0 24,3 16,2 Redheaven tourbe 58,0 5,7 4,0 tourbe + sable 60,0 7,1 4,0 tourbe + perlite 65,0 7,2 5,3 zéolite + tourbe 82,0 9,3 8,5 Hale tourbe 57,5 5,9 3,8 tourbe + sable 57, 5 7,5 4,0 -.ourbe + perlite 60,0 9,2 5,0 zéolite + tourbe 72,5 9,9 11,7 DOn Juan -c _ure, 3o 5,8 12,5 À ab:,9,'3- a]_e -:" 7i ' S19,8 -ou_ pe-lie.5 0 7,3 19,9 % zéolite + tourbe 95,0 8,5 23,8 Sur le substrat zéolitetourbe on trouve un pourcentage plus élevé d'enracinements des boutures avec une plus grande biomasse de chaque bouture et une plus grande réserve de micro- et de macro-éléments. Le substrat expérimental organique-minéral destiné à l'enracinement de boutures à bois tendre en présence d'un brouillard articiel se compose de 70%O de zéolite- klinoptylolite ayant une composition chimique analogue à celle indiquée ci-dessus et de 30o de tourbe. Le iéolite est présent en trois fractions: 0s8-2,0 mm; 2,0-5,0 mm; et 5,0-8,0 mm dans des proportions par poids de :25:10 et 30% de tourbe. Ce substrat possède les propriétés suivantes: pouvoir de sorption - 110méq. /100g; poids par volume - 0,8g/cm3; porosité générale - 65%; humidité de champ supérieure - 43%; humidité de flétrissure - 19%; humidité productive - 24% et le pH du substrat lors de l'enracinement - 6,7. Le substrat contient sous forme métabolique les ions suivants: Ca+± 1%, K± 0,2%; Na± 0,2%; Mg+± 0,1%; Fe+± 0,3%; Mn± 0,05%. Il contient en outre, à l'état facilement accessible, des ions de cuivre, de zinc, de bore, de molybdène et d'autres micro-éléments. On introduit dans le substrat 0,25% d'azote sous forme de sulphate d'ammonium et 0,15% de phosphore sous forme de superphosphate. REVENDICATION Substrat pour la culture de végétauz agricoles et pour l'enracine- ment de boutures vertes en serre et en plein air, caractérisé par la présence de zéolite naturel-klinoptylolite, séché à 250-350 C, fractionné en des fractions de 0,8-2,0 mm; 2,0-5,0 mn et 5,0-8,0 mm dans des proportions comprises entres 1:1:0,01 et 2:3:1, enrichi d'azote et de phosphore dans des proportions comprises entre 0,1 et 0,55 en utilisant des engrais azotés et phosphoreux; de vermiculite brut fractionné les dimensions des fractions étant comprises entre 0,0 et 1,mm,; de vermiculite expansé en fractions de 5,0 à 15,0 mm dans des proportions comprises entre 1:9 et 2:8 et d'une masse organique-tourbe, les proportions des trois ingrédients de base, à savoir zéolite, vermieulite, tourbe, étant comprises entre :O,01:001 et 5:2:3.