Brevet FR2716892A1 — publié le 19950908

Substrat de culture fibreux à base d'ester de cellulose La présente invention concerne un nouveau substrat utilisable pour la culture des plantes, un procédé d'obtention et d'utilisation de ce dernier ainsi que les plantes cultivées à l'aide de ce substrat. I1 est connu, notamment en culture maraîchère, en horticulture et en culture en pépinières forestières, d'utiliser des techniques de mise en germination des semences sur des mottes, qui sont ensuite implantées mécaniquement plutôt que des semis directs. Ils peuvent ainsi garantir un peuplement régulier, raccourcir la période de végétation ou bien, dans les cultures sous serre, augmenter la productivité par une meilleure maîtrise des intrants (engrais, oligoéléments...) apportés par l'eau d'irrigation. Les mottes utilisées sont principalement constituées de mélanges de tourbes extraites dans les régions de marais. Elles peuvent être mélangées à d'autres fibres (bois , coco) ou à des matériaux d'origine minérale (pouzzolane, schistes, argile, vermiculite, laine de roche, laine de verre...). I1 a par ailleurs été proposé d'utiliser de la pulpe ou des granulés d'acétate de cellulose comme substrat de culture. 11 a par ailleurs été proposé d'utiliser de la cellulose et de l'acétate de cellulose stériles comme substrats de culture stériles pour la micropropagation. Dans certaines régions, l'intensification des cultures sous serre s'est traduite par une forte augmentation des intrants, dont une partie est dispersée dans le sol. Les techniques hors sol en milieu non stériles sont donc maintenant recherchées car elles favorisent la diminution des consommations d'eau et d'intrants (recyclés) et limite les rejets dans le sol. Cependant ces techniques impliquent l'utilisation de substrats non organiques et de matériaux plastiques, dont l'élimination, de plus en plus rendue nécessaire par la réglementation, est difficile et coûteuse. De plus l'intensification des cultures et la demande par la clientèle de plantules repiquables en excellente santé végétative renforce le besoin de substrats permettant un bon ancrage des racines des plantules et ayant un ensemble particulièrement exigeant des caractéristiques suivantes: absence de toxicité, bon état sanitaire, bonne répartition de l'air et de l'eau, bonnne résistance au tassement au cours du temps, bon stockage et bonne restitution des éléments nutritifs(capacité d'échange cationique). La présente invention a donc pour but de fournir un nouveau substrat non stérile à biodégradibilité contrôlée, présentant de telles caractéristiques et pouvant permettre la transplantation des plantules élevées dans un tout autre milieu de culture naturel(sol) ou artificiel. L'invention a donc pour objet un substrat de culture non stérile de matériel de reproduction végétal à biodégradibilité contrôlée, caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué d'une matière fibreuse à base d'un ester de cellulose. Par matériel de reproduction végétal, on entend au sens de la présente invention, tout tissu végétal capable, lorsqu'il est mis dans des conditions de culture convenable, de donner une plante entière, comme par exemple une graine, naturelle ou artificielle, une plantule, une bouture ou un tissu méristèmatique. Par tissu méristèmatique, on entend tout tissu végétal, ou ensemble de cellules végétales, capables, lorsqu'il est mis dans des conditions convenables, de se développer jusqu'à fonder une plante entière ou partie de plante entière. Dans cette expression on inclut toute sorte de tissus végétaux, notamment: le tissu somatique, l'embryon somatique, le tissu zygotique, le germe. le bourgeon adventice, les pousses, le primordium de tige (connu en anglais sous le nom de shoot primordium), les analogues de protocorm (connus en anglais sous le nom de protoconn-like body), le tissu connu en anglais Sous le nom de green spot, les cellules germinales et semences naturelles (connues en anglais sous le nom de germ line). Le matériel végétal ainsi dCfini peut appartenir à toute espèce appartenant notamment aux cultures vivrières annuelles ou perennes, telles que les betteraves sucrières ou foun-agèles. le malus, le colza; les cultures léguinières telles que le céleri, les salades, le chou, le clou-fleur, la carotte, l'aubergine, le piment, la tomate, I'oignon, I'ail, le gingembre, les fraises, les melons, les pastèques, le concombre, I'asperge; les cultures vivrières ou industrielles telles que la canne à sucre, le tabac; les cultures de plantes médicinales telles que belladone, ginseng ou if; les cultures ornementales destinées aux plantations en massif en conteneur, en sen-e telles que chrysanthèmes, les glaïeuls, les lys, les orchidées, les amaryllis, les géraniums, les bégonias, les violettes du Cap, les poinsettias; des arbres, des arbustes OLI espèces arborescentes à feuillage résistant ou caduc tels que les résineux, les érables, les paliers, le caféier, le cacaoyer, les arbres fruitiers, la vigne. Par ester de cellulose, on entend toute matière à base de cellulose estérifiée àl'aide d'un acide aliphatique inférieur, à des dégrées divers, telle que décrite dans Ullman's Encyclopedia of Industriel Chemisuy, 8tll completely revised Edition, Vol. A5; VCH Verlags G.m.b.H, Weinheim, RFA 1986, qui décrit également les matières fibreuses à base de ces esters ainsi que leur procédés de fabrication. De préférence l'ester de cellulose est un acétate de cellulose. De manière préférée, on utilise des esters et notamment l'acétate pouvant avoir subi des traitements conférant au moins partiellement une biodégradabilité contrôlée de l'ester, par abaissement de la teneur en acide aliphatique. de préférence en acide acétique en dessous de 53% et de préférence en dessous de 49, selon divers procédés de dégradation, par exemple par hydrolyse, comme décrit dans la demande allemande non publiée P 43 22 965.4, ou par traitement alcalin à l'aide d'ammoniac ou d'une base comprenant au mois un groupe NH ou NH2, tel que décrit dans la demande allemande non publiée n" P 43 22 966.2. Par "teneur en acide aliphatique inférieur (acétique)", on entend au sens de l'invention, la proportion d'acide aliphatique inférieur (acétique) lié dans l'ester (acétate) de cellulose, exprimée en pourcentage en masse. La biodégradabilité est contrôlée en ajustant le taux de dégradation de l'ester de cellulose en fonction de l'utilisation envisagée (forme de culture, nature de l'espèce cultivée, etc....). La matière fibreuse se présente sous forme de fils continus ou de fibres discontinues ou de câbles, plate ou texturée, de section variée telle que ronde en Y ou d'autres formes, en disposition au hasard ou orientée, de préférence sous forme de câbles, en vrac ou compactées pour former des structures compactes individuelles, de taille réduite, telles que mini-mottes, appelés aussi bouchons, ou collectives, plus importantes telles que blocs ou pains. Les fils sont généralement obtenues par filage d'une solution, appellée collodion, d'acétate de cellulose dans un solvant organique approprié tel que acide acétique, acétone, selon les procédés décrits dans la référence ci-dessus. Par "mini mottes" on entend généralement des supports de forme sensiblement cylindrique ou tronconique ou parallépipèdique de 2 à 4 cm de long et 2 à 5 cm de diamètre; de même par "blocs" on entend des supports plus volumineux, de forme sensiblement parallépipèdique, de 10 à 100clin de longueur, 10 à 15 cm de largeur et 5 à 10 cm d'épaisseur, le terme de "pain" étant plutôt utilisé pour les supports de plus fort volume. A noter que les fontes indiquées ci-dessus sont celles les plus courantes mais que toute autre forme convenable de support fait également partie de l'invention. Le substrat selon l'invention peut contenir en outre divers additifs: - soit insérés entre les fibres: eau, éléments nutritifs ou protecteurs de la plantes( matière active agroch imique). - soit déposés et fixés sur la surface des fibres, soit incorporés dans leur masse, des adjuvants de filage ou de cohésion non phytotoxiques des éléments fibreuxs entre eux ou encore des éléments utiles pour la culture du matériel végétal tels que matière active agrochimique, fongicide ou insecticide notilnment. Le substrat selon l'invention peut encore être mélangé, dans des proportions variables, avec des substrats de culture en soi connus tels que par exemple, tourbes brunes ou blondes, fibres et fils d'origine cellulosique (coton, papier...), fibres de bois ou de coco ou encore de supports minénux tels que laine de roche ou laine de verre. Exemple : Essai en sente: Comme substrat on utilise un bouchon, cylindre composé de fibres d'acétate de cellulose, de 1 cm de long et I cm de diamètre, qui ont été obtenues comme suit: on a préparé une solution de filage contenant 28% en poids d'acétate de cellulose et 0,5% de dioxyde de titane dans l'acétone. La teneur en eau de cette solution de filage est réglée à 3% en poids. L'acétate de cellulose utilisé a une teneur en acide acétique de 55,4% et un degré de polymérisation(DP) de 220. La solution de filage est filtrée et filée à sec sur une installation usuelle de filage de câble. Les filaments d'acétate de cellulose sont rassemblés en un ruban, frisés à l'aide d'un machine de frisage à compression et séchés dans un séchoir à tambour. A l'entrée de cette machine de frisage, le ruban a une vitesse d'entrée de 550 m/min. Le séjour du ruban de filaments d'acétate de cellulose dans le séchoir à tambour est de 5 minutes. Le câble de filtre des filaments d'acétate de cellulose, sortant de la machine de frisage, est déposée sans tension à l'aide d'une machine emballeuse et comprimée en une balle; celle-ci a une teneur résiduelle en humidité de 5,5% en poids. Le câble ainsi obtenu a un titre global de 38.500 dtex et un titre unitaire par filament de 3,3 dtex, la section transversale des filaments étant en forme de Y. Par tronçonnage de ce câble on crée des bouchons tels que décrits ci-dessus. Les graines de différentes espèces(carotte, variété Nandor, pétunia, variété Nain compact (Royal Fleurs); blé, variété Talent) sont placées dans des bouchons à raison d'une graine par bouchon. On teste simultanément un témoin sans bouchon, c'est à dire à graine nue. Les bouchons sont placés à raison de 20 bouchons par espèce et par répétition, sur 20 ml d'un mélange préalablement humidifié, constitué pour moitié de sable et pour moitié de terreau universel (marque SNED ) à base de tourbe et de carex et de sphaignes L'ensemble est arrosé 2 à 3 fois par semaine. L'expérience est conduite en serre. La température est de 22"C, avec une humidité relative d'environ 60%. Ces serres permettent d'utiliser l'éclairage naturel. Néanmoins lorsque celui-ci est trop faible (inférieur à 250 pE.m-2.s -1), on utilise à un éclairage d'appointsur rampe mobile, réglé de manière que l'éclairement soit de 500 pE.m-2.s -1, lorsque la lampe est au dessus des plantes, et de 70 pE.m2.s -1, lorsqu'elle est à l'opposé. La durée de cet éclairage d'appoint est limité à 14 heures par photopériode. On observe d'abord le taux de germination puis, au bout de 7 jours après le semis, la hauteur des plantes. Dans ces conditions, on observe que le taux de germination est respectivement pour le pétunia, de 73% pour 85% pour le témoin, pour la carotte de 72%(80%) et pour le blé de 98%(93%). La hauteur de plantes est, dans le cas du blé, respectivement de 11,9 cm pour le substrat selon l'invention contre 12,3 cm pour le témoin. Dans tous les cas, les différences ne sont pas significatives. Ceci montre l'excellente propriété du substrat non stérile selon Invention pour la culture des plantes. REVENDICATIONS 1. Substrat de culture de matériel de reproduction végétal, caractérisé en ce qu'il estessentiellement constitué d'une matière fibreuse non stérile à base d'un ester d'acide aliphatique inférieur et de cellulose. 2. Substrat selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière fibreuse est à base d'un ester d'acide aliphatique inférieur et de cellulose à biodégradabilité contrôlée. 3. Substrat selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la matière fibreuse est à base d'un acétate de cellulose. 4. Substrat selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière fibreuse est sous forme de vrac. 5. Substrat selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la matière fibreuse est sous forme compactée. 6. Substrat selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matière fibreuse est sous forme de mini-motte. 7. Substrat selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matière fibreuse est sous forme de bloc. 8. Substrat selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'ester de cellulose a une teneur en acide aliphatique inférieur à 53%, de préférence inférieur à 49%. 9. Substrat selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, un adjuvant non phytotoxique de fabrication de la matière fibreuse. 10. Substrat selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, au moins une matière active agrochimique. 11. Substrat selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, au moins un substrat de nature différente. 12. Substrat selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, au moins un substrat de type tourbe. 13. Substrat selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, au moins un substrat de type laine de roche. 14. Substrat selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il contient, outre l'ester de cellulose, au moins un élément nutritif. 15. Substrat selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le matériel végétal est une graine. 16. Substrat selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le matériel végétal est une bouture. 17. Substrat selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le matériel végétal est une plantule. 18. Substrat selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le matériel végétal est un tissu méristématique. 19. Procédé d'obtention d'un substrat selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce qu'on produit une matière fibreuse à base d'un ester de cellulose à biodégradabilité contrôlée et qu'on la conditionne sous forme compacte et de manière non stérile. 20. Procédé de culture de plantes agricoles ou horticoles, caractérisé en ce qu'on utilise un substrat selon l'une des revendications 1 à 18. 21. Plante cultivée selon le procédé selon la revendication 20.