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Environnement contrôlé Croissance

1. 9.1 Types de serres

   Original publication 2021 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Les serres autoportantes sont disponibles dans une variété de formes et de tailles (Figure 24). Le choix de la serre dépend de la charge de neige et de la vitesse du vent d'un endroit particulier. Les serres autoportantes sont moins coûteuses que les grandes structures et sont plus faciles à optimiser les paramètres environnementaux pour différentes espèces de cultures. Si plusieurs structures autonomes sont utilisées, des protocoles d'assainissement accrus sont nécessaires pour éviter que les travailleurs ne transfèrent les problèmes d'insectes nuisibles et de maladies entre les structures.

    

   Les serres reliées aux gouttières permettent une utilisation plus efficace de l'espace et réduisent les coûts globaux de chauffage en hiver comparativement aux structures autonomes (figure 25). Le coût initial de ce type de serre est élevé et peut être prohibitif pour les producteurs dont le budget est limité.

   Les serres appentis ont un mur qui borde un bâtiment. La réduction de la lumière n'est pas sévère si le mur sombre est le mur nord. Ces types de structures peuvent être utiles pour les systèmes aquaponiques découplés, car les paramètres environnementaux peuvent être contrôlés indépendamment dans chaque structure.

    

   *Source : Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Université d'État du Kentucky. Manuel de production aquaponique : manuel pratique pour les producteurs. *

2. 9.2 Options de revêtement de serre

   Original publication 2021 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   Les revêtements de serre sont disponibles dans une variété de matériaux, y compris le verre, le plastique rigide (fibre de verre, polycarbonate ou acrylique) et les films plastiques. Le choix approprié dépend de votre zone climatique et de votre budget. Les régions à climat plus froid auront besoin du revêtement pour fournir une isolation accrue et un faible transfert de chaleur mesurés respectivement par la valeur R et la valeur U. La valeur R mesure le degré d'isolation du matériau. Plus la valeur R est élevée, plus le matériau fournit d'isolation. La valeur U quantifie le transfert de chaleur et décrit la quantité de chaleur perdue ou gagnée. Les matériaux ayant une valeur U inférieure seront plus économes en énergie. Environ 75 % du plastique utilisé pour recouvrir les serres aux États-Unis est du plastique polyéthylène double couche gonflé à l'air. Le revêtement en plastique polyéthylène de 6 ml est peu coûteux et a une valeur R de 1,4 et une valeur U de 0,5 (capacité d'isolation élevée et éconergétique). Un revêtement en fibre de verre à une seule couche est modérément coûteux et a une valeur R de 0,83 et une valeur U de 1,2 (capacité d'isolation modérée et non économe en énergie) (tableau 11). Choisir le bon matériau pour votre zone climatique est essentiel pour réduire les coûts de chauffage en hiver. Le coût de l'énergie est la deuxième plus grande dépense de production, juste derrière le travail.

   Tableau 11 : Comparaison des vitrages à effet de serre.

   *Source : Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Université d'État du Kentucky. Manuel de production aquaponique : manuel pratique pour les producteurs. *

3. 9.3 Options de chauffage et de refroidissement

   Original publication 2021 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   _Chauffage : _ Pour les petits producteurs ou les petits producteurs, la mise en place d'un système de chauffage passif peut aider à réduire les coûts de chauffage pendant les mois froids. Dans ce type de système, la lumière du soleil pénètre dans le mur sud. Le mur nord est doté d'un matériau réfléchissant pour piéger et stocker la chaleur. Les barils noirs remplis d'eau absorbent la chaleur de la lumière du soleil pendant la journée et libèrent lentement la chaleur pendant la nuit. Des rideaux thermiques peuvent être accrochés sur le mur sud pour piéger la chaleur pendant la nuit (Figure 26). Bien qu'elle soit utile pour réduire les coûts de chauffage, cette pratique ne serait pas pratique pour les grands producteurs, car elle occupe un espace de production précieux dans l'installation et n'est pas en mesure de maintenir une température constante et fiable.

   Les grands producteurs qui ont une production constante toute l'année devront maintenir une température indépendante de ce qui peut être obtenu du soleil. Les appareils de chauffage à air forcé alimentés au gaz naturel, au propane ou à l'électricité sont les plus couramment utilisés aux États-Unis. Ces appareils de chauffage contrôlent la température de l'air par un thermostat. Les radiateurs tels que les poulets de chair de bois ou de gaz naturel contrôlent la température en pompant de l'eau chaude à travers des tuyaux situés dans toute la structure. Les poulets de chair sont populaires, car le bois est une source de combustible bon marché par rapport au pétrole ou au gaz naturel.

    

   Cooling: La combinaison de ventilation manuelle et automatique est le moyen le plus économique de refroidir votre serre. Les options de ventilation comprennent les côtés enroulés, les évents de plafond et les évents le long de l'extrémité longue de la serre.

   Les ventilateurs de ventilation forcée tirent l'air sur toute la longueur de la serre à l'aide d'évents contrôlés par thermostat à l'extrémité opposée. Les refroidisseurs par évaporation sont un moyen relativement peu coûteux de refroidir la structure dans les climats chauds et secs. Les refroidisseurs par évaporation fonctionnent en tirant l'air extérieur à travers une paroi humide, refroidissant l'air lorsqu'il entre.

   La paroi humide est un cadre qui contient du carton ondulé ou du matériau synthétique saturé par l'eau qui coule sur sa surface (Figure 27). L'excès d'eau est recueilli dans un réservoir et pompé sur le carton. Les parois de refroidissement par évaporation ne sont pas efficaces dans les climats à température élevée et à humidité élevée.

   *Source : Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Université d'État du Kentucky. Manuel de production de l'aquaponie : manuel pratique pour les cultivateurs. *

4. 9.4 Production intérieure

   Original publication 2021 · Publié pour la première fois sur FarmHub Learn 2021-04-22 · Kentucky State University

   

   Le déplacement de la production dans un bâtiment isolé convient aux producteurs qui veulent être proches des marchés urbains, avoir un manque de terres arables ou vivre dans un climat qui ne convient pas à la production en plein air ou en serre.

   Peu importe l'endroit où une plante est cultivée, elle a toujours besoin de conditions optimales pour atteindre son potentiel de rendement maximal. En plus des contrôles susmentionnés, les producteurs doivent également fournir une lumière adaptée à une croissance optimale des plantes. Pour les plantes, la lumière stimule la germination des graines, la production alimentaire, la floraison, la fabrication de chlorophylle et l'épaississement des branches et des feuilles.

   La photosynthèse est stimulée par le type et la fréquence de la lumière reçue. La lumière est émise sous forme d'ondes de photons ou de faisceaux d'énergie. La quantité d'énergie dans chaque photon détermine la longueur de l'onde de la crête à la crête. Les longueurs d'onde d'énergie inférieures émettent une lumière bleue (400 nm) et les longueurs d'onde d'énergie supérieures émettent une lumière rouge (700 nm). Les plantes utilisent des longueurs d'onde comprises entre 400 et 700 nm. La lumière bleue et rouge est requise dans différents rapports à différentes périodes de la vie de la plante. La lumière bleue est principalement responsable de la croissance végétative. La lumière rouge déclenche l'allongement des cellules, la croissance végétative et la floraison.

   Les lampes de culture traditionnelles sont des luminaires fluorescents (FL) ou à décharge haute intensité (HID). Les bulbes compacts T5, T8 et T12 FL sont principalement utilisés pour la multiplication des graines ou la croissance végétative. Les appareils HID sont souvent vendus pour accueillir des ampoules à halogénure métallique (MH) et à sodium haute pression (HPS). La lumière produite par les ampoules MH est la gamme 400-550, adaptée à la croissance végétative. La lumière produite par les ampoules HPS fournit de la lumière dans le spectre jaune, orange et rouge, plus adaptée aux stades de floraison et de fructification. Les ampoules FL et HPS ont une durée de vie de plus de 20 000 heures et génèrent une quantité considérable de chaleur.

   Les progrès réalisés dans le domaine des lampes de culture ont rendu la production intérieure plus rentable grâce à une meilleure efficacité énergétique et à des rendements plus élevés des plantes. Les appareils à induction (IND) sont similaires aux ampoules FL mais sont devenus plus populaires, car ils n'ont pas d'électrodes leur permettant de durer beaucoup plus longtemps (plus de 75 000 heures). Ils remettent également beaucoup moins de chaleur et sont plus économes en énergie. Les lumières à diodes électroluminescentes (DEL) étaient autrefois trop coûteuses pour de nombreux producteurs ; cependant, elles sont maintenant considérées comme la norme pour les feux de culture des plantes. Les lumières LED fonctionnent en passant un courant électrique à travers deux semi-conducteurs (un positif, un négatif) qui émettent ensuite de la lumière. Le spectre peut être composé dans ce qui est requis par la plante à différents stades, ce qui améliore la qualité et le rendement de la culture. En plus d'améliorer l'efficacité énergétique, les lampes LED ont une durée de vie de plus de 100 000 heures.

   Des recherches menées à l'Université d'État du Kentucky ont comparé la croissance de six feuilles vertes et la consommation d'énergie pour les lampes de culture FL, MH, IND et LED. Les lumières LED ont produit une biomasse végétale significativement plus élevée (g/m2) que les trois autres feux (Figure 28 : KSU inédite, Oliver et al. 2018). À mesure que le coût des lampes à DEL continue de diminuer, les coûts de production pour la production des installations d'intérieur diminueront également.

   *Source : Janelle Hager, Leigh Ann Bright, Josh Dusci, James Tidwell. 2021. Université d'État du Kentucky. Manuel de production de l'aquaponie : manuel pratique pour les cultivateurs. *