L’alcalinité représente la capacité tampon de l’eau ou, en termes plus simples, la capacité de l’eau à neutraliser un acide. Plus l’alcalinité est élevée, plus l’eau sera résistante aux changements de pH et plus d’acide sera nécessaire pour réduire l’alcalinité totale et abaisser le pH. En savoir plus sur le contrôle de l’alcalinité et du pH dans les opérations de culture.
Les bases de l’alcalinité et du contrôle du pH
Dans n’importe quelle installation, l’eau qui s’écoule vers vos cultures est sans conteste l’élément vital de l’opération. Les facteurs les plus importants dans la capacité de votre eau à fournir efficacement des nutriments aux plantes sont le pH et l’alcalinité. Hanna produit les systèmes de contrôle du pH et de fertirrigation les plus avancés sur le marché qui ajusteront avec précision le pH et l’alcalinité de votre eau d’irrigation « en réservoir » ou « en ligne » sur une vaste plage de débits. Cela garantit une croissance optimale, des rendements maximisés et une utilisation efficace des nutriments en éliminant les déchets.
L’alcalinité et pourquoi elle est aussi importante que le pH
L’alcalinité représente la capacité tampon de l’eau ou, en termes plus simples, la capacité de l’eau à neutraliser un acide. Plus l’alcalinité est élevée, plus l’eau sera résistante aux changements de pH et plus d’acide sera nécessaire pour réduire l’alcalinité totale et abaisser le pH. L’alcalinité est composée de bicarbonates, de carbonates et d’hydroxydes combinés avec du calcium, du magnésium ou du sodium. L’alcalinité est exprimée en ppm d’équivalent carbonate de calcium et une concentration élevée en ppm (CaCO3) indique que davantage de ces composants sont présents dans l’eau. Le pH augmente généralement à mesure que la concentration augmente, mais en fonction de la composition et des rapports des constituants, le pH peut varier entre 2 échantillons provenant de sources différentes avec fondamentalement la même alcalinité. Il est donc important de connaître non seulement le pH de votre eau, mais également son alcalinité pour assurer une absorption optimale des nutriments et la santé des plantes.
Comme indiqué précédemment, à mesure que l’alcalinité augmente, le pH peut augmenter dans le courant d’eau et dans le substrat de culture. Il est possible qu’un très faible changement de pH se traduise par une augmentation de l’alcalinité. À mesure que l’alcalinité augmente, la disponibilité de certains nutriments végétaux, en particulier les micronutriments comme le fer et le manganèse, est affectée négativement, ce qui entraîne des carences. Il est donc essentiel que les tests d’alcalinité soient effectués avec le pH pour déterminer au mieux l’état de votre eau.
Dans de nombreux cas, il est nécessaire d’injecter de l’acide (sulfurique ou phosphorique) dans l’eau ou d’utiliser des engrais « acidifiants ». Le plus couramment utilisé, le plus facilement disponible et le moins cher est l’acide sulfurique. La quantité d’acide à injecter doit être déterminée en fonction de votre valeur d’alcalinité et, finalement, de la cible d’alcalinité optimale que vous souhaitez atteindre.
Une fois que vous avez atteint le niveau d’alcalinité souhaité (ppm CaCO3) à la suite de l’acidification, notez le pH et utilisez cette valeur comme pH cible pour piloter vos systèmes d’injection d’acide. Il est important de noter que le simple fait de régler votre pH cible à 5,8 ou 6,0 sans connaître votre valeur d’alcalinité peut ne pas vous laisser une alcalinité optimale pour l’absorption des nutriments. Vous pouvez en fait trouver, dans certains cas, l’alcalinité de votre eau peut être inférieure aux niveaux minimaux à un pH de 6,0 et une alcalinité optimale peut être trouvée à un pH plus élevé tel que 6,2 à 6,4.
Utilisation de systèmes RO et effets d’une alcalinité extrêmement faible
De nombreux producteurs de l’industrie hydroponique utilisent des systèmes d’osmose inverse pour purifier leur approvisionnement en eau entrante. Les systèmes RO sont très efficaces pour éliminer presque tout de l’eau, en laissant passer du H2O essentiellement pur. En raison de l’exposition au CO2 pendant le processus de filtration, de l’acide carbonique se forme, laissant l’eau osciller entre 5 et 6 pH. Dans 90 % des applications, un pH de 5,7 à 6,0 est considéré comme optimal pour la plupart des espèces de plantes. Parfait, non ? Cependant, l’alcalinité de l’eau RO à ce stade est pratiquement de 0 ppm. L’exposition des plantes à de l’eau avec ce niveau d’alcalinité presque inexistant peut être catastrophique. L’eau va lessiver les ions essentiels et corroder le système racinaire comme elle le ferait avec des tuyaux en cuivre, mais beaucoup plus rapidement.
De plus, certains nutriments et composés liés dans le substrat de culture peuvent devenir disponibles en quantités toxiques. Les alcalinités extrêmement basses manquent d’éléments vitaux tels que le calcium, le magnésium et les sulfates qui sont également très importants pour la santé des plantes. Espérons qu’il n’y ait pas de cultivateurs expérimentés qui exposeraient leurs plantes et/ou leurs supports de culture à de l’eau pure RO dans des conditions normales pendant une durée considérable. Cependant, c’est un très bon exemple de la façon dont il est essentiel de comprendre non seulement la valeur du pH de votre eau, mais aussi l’alcalinité.
Une autre considération est le contrôle du pH. L’eau à très faible alcalinité est presque incontrôlable du point de vue du pH. Les producteurs, en regardant uniquement la valeur du pH de l’eau filtrée par RO, ont demandé s’il était possible d’injecter de l’acide pour abaisser le pH de l’eau de 6,2 à 5,8. Maintenant que nous comprenons le rôle important de l’alcalinité, abaisser le pH dans ce cas particulier semble a priori absurde. Cependant, si vous regardez uniquement la valeur du pH, vous pouvez voir comment ce n’est pas une attente inhabituelle.
Comme indiqué précédemment, l’alcalinité représente la capacité tampon de l’eau, ce qui signifie qu’elle « résiste au changement ». D’un point de vue pratique, l’alcalinité crée un « refoulement » contre ce qui y est ajouté, comme un acide. Sans alcalinité, le pH de l’eau chuterait lors de l’ajout d’un petit volume d’acide, ce qui rendrait le contrôle du pH pratiquement impossible, même pour les systèmes les plus avancés. Encore une fois, en comprenant l’alcalinité, le producteur se rendrait compte que l’ajout d’un acide dans ce scénario particulier est totalement inutile. Lorsque vous utilisez de l’eau RO, un programme d’engrais qui alterne un engrais potentiellement basique contenant du calcium et du magnésium avec un engrais à faible acidité potentielle peut aider à prévenir les chutes de pH dans le substrat de culture. Cela peut également fournir des nutriments indispensables.
Les avantages de combiner l’injection d’engrais avec le contrôle du pH (alcalinité)
Les acides ont été et seront toujours un excellent outil pour les producteurs afin d’exercer un meilleur contrôle de l’alcalinité de l’eau d’irrigation (principalement des bicarbonates et des carbonates) et du pH des substrats de culture. Une fois le rôle de l’alcalinité compris, le producteur peut envisager l’étape pratique suivante pour contrôler l’alcalinité à l’aide d’acides via un système d’injection. Veuillez consulter le tableau ci-dessous tiré d’un article écrit dans Garden and Greenhouse Magazine, il illustre la plage de pH optimale où la plupart des cultures produites commercialement absorberont les nutriments.
Source du graphique : Garden and Greenhouse Magazine
Les critères pour les acides que les producteurs devraient utiliser
Les acides couramment disponibles pour les producteurs comprennent les acides phosphorique, sulfurique, nitrique et citrique. Le tableau ci-dessous de UMass Amherst, le Centre pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement, répertorie les critères de choix du bon acide : sécurité relative, pouvoir neutralisant, coût et teneur en nutriments. L’acide le plus efficace et le plus largement utilisé est l’acide sulfurique ; cependant, c’est l’un des acides les plus dangereux à utiliser. Pour de faibles quantités d’élimination de l’alcalinité, l’acide phosphorique peut être l’acide de choix. Cependant, des précautions doivent être prises lors de l’utilisation de cet acide car les niveaux de phosphore augmenteront. L’acide nitrique est théoriquement idéal car il ajoute de l’azote nitrique; mais il fume et est très oxydant, ce qui le rend très difficile à manipuler. L’acide citrique est un acide organique faible et un solide, ce qui le rend plus sûr que les trois autres ; mais il est beaucoup moins efficace, et donc plus coûteux à utiliser. Une fois que vous avez choisi un acide, assurez-vous que votre injecteur peut gérer la tâche. Non seulement il est important que les matériaux soient résistants aux acides, mais le contrôleur doit être capable de contrôler avec précision et de maintenir un pH fixe sur une large plage de débits.
Source du graphique : UMass Amherst, The Center of Agriculture, Food, and the Environment
Comment Hanna peut aider les producteurs
Lorsqu’ils sont correctement automatisés avec les systèmes de contrôle du pH et de fertirrigation Hanna, les serres commerciales, les opérations hydroponiques, les salles de culture, les murs vivants et les installations agricoles verticales peuvent créer un environnement où l’absorption nutritionnelle du système racinaire est toujours maximisée. L’automatisation de ce processus créera une précision et une exactitude fiables, réduira les coûts d’engrais et de main-d’œuvre, augmentera les rendements des cultures et la santé des plantes, et fournira un environnement de travail sûr pour le personnel.
Hanna a des options personnalisables pour équiper toutes les opérations de taille :
- HIACID est un système de contrôle du pH autonome qui peut s’adapter aux petites et grandes installations utilisant n’importe quel acide disponible dans le commerce.
- HI10000 peut accueillir des installations avec des débits de 5 GPM à 750 GPM.
- Les HI5000 et HI2500 sont disponibles pour les producteurs avec de plus petites exploitations.
Ce niveau de flexibilité associé à un accès à distance peut offrir des avantages en termes de qualité de vie au producteur et au personnel, permettant à l’ensemble du processus de pH et de fertirrigation d’être surveillé et contrôlé de n’importe où dans le monde.
La solution tout-en-un : le système de contrôle du pH, de la fertirrigation et de l’irrigation HI10000 de Hanna
Le système d’injection d’engrais Hanna HI10000 surveille et contrôle avec précision le pH (injection d’acide) et les concentrations d’engrais pour tous les types d’applications en culture hydroponique, en serre et en plein champ. Le HI10000 est également un système de contrôle d’irrigation complet avec une capacité de 32 vannes (zone).
Contrairement aux systèmes à débit du passé, le système de fertigation Hanna mesure en continu le pH réel de l’écoulement et ajuste avec précision la concentration d’acide (ou de base) dans le système à l’aide d’une technique de contrôle hybride débit/pH avancée. Le contrôle de l’injection d’acide peut être incroyablement difficile et n’est pas linéaire. Chez Hanna, nous avons donc développé un système qui non seulement régule l’injecteur en fonction du débit, mais surveille également le pH et ajoute des ajustements supplémentaires en fonction du pH changeant de l’eau. Avec les deux paramètres couverts, le système de contrôle du pH Hanna peut injecter en toute sécurité jusqu’à 93 % d’acide sulfurique et maintenir avec précision le point de consigne du pH sur une large plage de débits.
Hanna Instruments est le principal fabricant d’instruments abordables spécialement conçus pour l’industrie des serres et de l’agriculture. En plus de fournir aux producteurs des produits de la plus haute qualité depuis près de 40 ans, chez Hanna, nous fournissons un support technique et un service après-vente inégalés et nous travaillerons avec vous de la sélection des produits à l’installation finale et à la formation. Notre objectif est de continuer à vous offrir des produits de la plus haute qualité ainsi qu’un service et un support continus vous assurant les meilleurs résultats, économisant du temps et de l’argent.
