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Sels solubles et pH : fluctuations dans les substrats de culture biologiques frais

Jeudi 7 septembre 2023 | Troy Buechel

Un substrat de culture biologique fraîchement fabriqué contenant des engrais de démarrage bio devrait être laissé au repos pendant 2 à 4 semaines avant d'être utilisé. Cela est particulièrement vrai pour un client producteurs qui fabrique lui-même son terreau, alors que les terreaux achetés en ballot sont généralement stabilisés depuis le temps de leur fabrication.

Ce besoin de stabiliser le terreau est en partie dû au fait qu’il ne contient que de faibles populations de microorganismes qui décomposent l'engrais en des formes utilisables. Lors de la période de repos, les populations de microorganismes se développent et « stabilisent » le substrat, ce qui fait qu'il y a moins de fluctuations au niveau de ses propriétés chimiques.

Dans le présent article, nous traiterons des fluctuations de pH et du niveau de sels solubles, expliquant pourquoi une période de repos est requise pour les substrats de culture biologiques.

Pourquoi les premières semaines sont cruciales pour la fluctuation du pH 

L'une des raisons principales justifiant la nécessité de laisser reposer un substrat bio est que des fluctuations de pH importantes se produisent au cours des premières semaines suivant sa fabrication. L'image 1 montre que pendant la minéralisation de l'azote (lors de laquelle les protéines organiques sont transformées en ammonium), des hydroxydes libres (OH-) sont libérés dans la solution de substrat, ce qui fait augmenter le pH du substrat (Image 2). Le pH augmente de près de 0,5 unité ou plus lors des deux premières semaines. 

Le processus de minéralisation

Image 1. Minéralisation de protéines de matières organiques en ammonium utilisable par la décomposition microbienne.

Image 2. Changement du pH et de la conductivité électrique d'un substrat de culture à base de tourbe et de perlite. Le substrat, utilisé pour la culture de légumes-feuilles, a été amendé avec du fumier de volaille. L'alcalinité de la source d'eau était de 50 ppm CaCO3, et sa conductivité électrique de 0.4 mS/cm. Source: Fisher, P., J. Huang, M. Paz and R. Dickson.

Le processus de nitrification

Lorsque l'ammonium ainsi que les bactéries nécessaires à sa décomposition sont présents dans le substrat, la nitrification commence. Lorsque l'ammonium est converti en nitrite et ensuite en nitrate (Image 3), de l'hydrogène (H+) (ou ions acides) commencent à s'accumuler dans la solution de substrat. Cela fait en sorte que le pH du substrat diminue, tel que montré dans la Figure 2 (semaine 2 à semaine 3). Après les trois premières semaines, le pH est relativement stable puisque les microorganismes responsables de la minéralisation et de la nitrification se sont accumulés et que les deux processus se produisent de façon simultanée.

Image  3. Nitrification de l'ammonium en nitrate par les bactéries du sol.

L’impact des engrais et du compost sur le pH du substrat

L'importance de la fluctuation du pH du substrat dépend de la quantité d'engrais/compost ajoutée au substrat ainsi que de la température d'entreposage. Plus la quantité d'engrais de démarrage ou de compost utilisée est grande, plus le pH initial va grimper pendant la minéralisation et plus il va diminuer par la suite pendant la nitrification. Des températures de substrat plus chaudes accéléreront les processus de minéralisation et de nitrification, réduisant la durée de la période de fluctuation du pH.

Rappelez-vous que comme pour les cultures conventionnelles, la disponibilité des nutriments pour la plante est influencée par le pH du substrat. Le bore, le cuivre, le fer, le manganèse et le zinc, tous des micronutriments essentiels, deviennent indisponibles lorsque le pH du substrat est supérieur à 6.5. Il est préférable de maintenir le pH du substrat entre 5.5 et 6.2 afin de minimiser les problèmes d'absorption des micronutriments (en supposant qu'ils sont fournis par l'engrais). Si un substrat de culture contient du compost, le pH est légèrement moins critique, mais il est quand même mieux de le maintenir dans le même intervalle.

Sels solubles dans le substrat

Pendant les processus de minéralisation, au cours duquel les protéines de matières organiques sont converties en ammonium, de nitrification, pendant lequel l'ammonium est converti en nitrate, et d'autres processus, une grande quantité de nutriments minéraux sont libérés. Ces nutriments minéraux contribuent aux sels solubles (ou conductivité électrique): plus il y en a, plus la conductivité électrique est élevée. Une grande libération de nutriments est fréquente au début puisque les réserves de minéraux de l'engrais sont élevées (Image 2). 

Cela est également vrai si du compost est utilisé dans un substrat. Pendant que la minéralisation et la nitrification continuent, les réserves de nutriments diminuent, ce qui est aussi le cas pour la conductivité électrique. Il est possible que la conductivité électrique soit encore trop élevée pour la saine croissance des plantes si la quantité d'engrais de démarrage ou de compost ajoutée au substrat est trop importante. 

Pour toute question, communiquez avec votre représentante du Service horticole de Premier Tech:

Susan Parent Spécialiste horticole Est du Canada et Nord-Est des États-Unis

Références :

• Fisher, P., J. Huang, M. Paz and R. Dickson. 2016. "Having Success with Organic Growing Mixes." Grower Talks. Feb 2016, 68-72.
• Pitchay, Dharmalingam and Gunawati Gunawan. 2017. "Detrimental Effects of Blood Meal and Feather Meal on Tomato (Solanum lycopersicon L.) Seed Germination." Hortscience 52(1): 138-141.