Produire des tomates sans apport d’engrais de synthèse avec des rendements et une qualité proches d’une culture hydroponique conventionnelle.

L’aquaponie produit des poissons et des légumes. Un essai de l’Itavi a permis de produire des tomates sans apport d’engrais azotés et phosphatés de synthèse avec des rendements et une qualité proches d’une culture hydroponique conventionnelle.

L’aquaponie peut se définir comme un couplage entre la pisciculture (élevage de poissons) et la culture végétale hors-sol. Les rejets dissous issus de l’aquaculture deviennent des sources de nutriments pour les plantes grâce à une étape préalable de dégradation des composés ammoniacaux par des bactéries nitrifiantes, et de filtration des matières particulaires.

Faciliter la gestion du traitement des effluents piscicoles

Le recyclage de l’eau permet de réduire la dépendance de l’approvisionnement en eau de l’élevage des poissons (jusqu’à -95 %) et de faciliter la gestion du traitement des effluents, le tout avec une réduction totale ou partielle de l’utilisation d’engrais de synthèse pour la production végétale. Le service aquaculture de l’Itavi (Institut technique des filières avicole, cunicole et piscicole) dirige depuis 2013 un projet de recherche sur l’aquaponie, en partenariat avec l’Astredhor-Ratho, l’Inrae, le Cirad et l’Eplefpa de Lozère. Il vise à tester les performances de l’aquaponie et à développer des données de dimensionnement de ces systèmes et d’efficience technico-économique, pour un transfert vers les professionnels.

L’idée d’une aquaponie « commerciale » a émergé en France au travers de ce programme de recherche et divers projets privés.

Aujourd’hui, il existe une vingtaine de fermes aquaponiques en France: la plupart d’entre elles présentent des surfaces de culture inférieures à 2000 m², sur un modèle de micromaraîchage. Les légumes sont écoulés en circuit court, les poissons sont souvent transformés sur place pour être mieux valorisés, tandis que des activités annexes permettent la plupart du temps d’assurer une rentabilité de l’activité. A l’échelle mondiale, on constate l’émergence de versions à grande échelle de l’aquaponie, citons par exemple Superior Fresh aux Etats-Unis qui produit annuellement environ 1000t de légumes pour 100 tonnes de saumon.

Un changement de paradigme

Par rapport à la culture hors-sol conventionnelle, l’aquaponie est une véritable source d’étonnement. En effet, les conditions physicochimiques y sont très peu favorables à l’épanouissement de cultures végétales légumières: le pH varie entre 6,5 et 7,5 (soit 1 point de pH en plus par rapport à l’hydroponie), la conductivité peine à dépasser 1000 µs/cm (soit la moitié de ce qui est pratiqué en hydroponie), tandis que le taux de nutriments (N, P, K) est faible (2 à 20 fois moins d’azote, 6 à 20 fois moins de phosphore, 2 à 30 fois moins de potassium par rapport à une solution nutritive hydroponique classique). Pour autant, un panel variétal consistant a été testé dans le cadre des expérimentations d’Apiva, avec des rendements proches de ce que l’on peut trouver en culture hors-sol conventionnelle. S’il s’avère aisé de produire des légumes feuilles et des herbes aromatiques, il semble en première approche moins simple de produire des « légumes fruits » comme les tomates. Les rares publications scientifiques évoquant cette problématique présentent en général des systèmes mixtes aquaponie/hydroponie, avec des « compensations » des taux de nutriments NPK, en partant du principe que l’eau du compartiment aquacole apporte seulement une part des nutriments pour la culture de tomates et qu’il faut rétablir des équilibres plus adaptés. Dans le cadre du partenariat Itavi/Astredhor, une méthode a été développée pour produire des tomates en aquaponie, sans aucun apport d’engrais de synthèse. L’idée de l’étude était d’aller jusqu’à une comparaison de rendement, de qualité nutritionnelle et de qualité gustative, avec la culture en hydroponie, pour une variété de tomates donnée (tomate cocktail Torelino – De Ruiter). Au total 120 plants ont été cultivés. L’essai a duré 120 jours au total, de la plantation jusqu’au stade 8e bouquet. La culture a été menée en goutte-à goutte en pots carrés Mapito de 12 l (BATO) remplis de perlite (voir encadré ci-dessous).

Dimensionner le système piscicole à la surface de culture

Les modalités testées dans le cadre du partenariat Itavi/Astredhor étaient l’hydroponie (Hyd) et l’aquaponie (Aqua), respectivement alimentées par une solution fertilisante et par des effluents d’élevage de poissons (truites et ides mélanotes). Le système aquacole était dimensionné de telle sorte que le taux d’ouverture du circuit piscicole soit équivalent à 300 l d’eau neuve par kilo d’aliment (ce qui conditionne les taux maximums de NPK), tandis que le ratio quantité d’aliment piscicole/ surface de culture est au plus proche de 15-30 g/m2/jour. Un pH trop bas étant potentiellement dangereux pour le bon fonctionnement du cycle de l’azote en aquaponie, un intrant « tampon de pH » (bicarbonate de potassium) a été apporté à raison de 5 % de la quantité d’aliment piscicole distribué aux poissons par jour, afin de compenser l’acidification naturelle provoquée par le compartiment de filtration bactérienne. Enfin, un mix d’oligo-éléments a été apporté en complément dans la solution nutritive aquaponique afin de se caler sur le protocole d’apport pratiqué en hydroponie. Les tomates hydroponiques étaient arrosées avec des goutteurs 2 l/h, contre 4 l/h ou 6 l/h pour les tomates aquaponiques, selon des durées d’arrosage identiques adaptées au fur et à mesure de la culture et de la saison. Il a été montré dans des essais préliminaires que le fait de « sur-arroser » en aquaponie permettait de compenser la faible concentration en nutriments des effluents piscicoles.

Des tomates sans ajout d’engrais azotés et phosphatés

Les plants de tomates se sont globalement comportés de manière très homogène tout le long de l’expérimentation. La croissance végétative a été similaire, tandis que l’apparition des bouquets, les phases de floraison et de fructification étaient synchronisées entre les modalités. Les rendements se sont avérés identiques entre les deux modalités testées: 3,5 (± 0,5) kg de tomates/mètre linéaire sur la période d’étude (quatre mois). La modalité d’arrosage à 4 l/h s’est avérée adéquate pour l’aquaponie, tandis que l’apport de potassium en aspersion foliaire a même permis d’augmenter le rendement de 10 % par rapport à l’hydroponie. Il est donc possible d’égaler la culture hydroponique en termes de rendement, voire de la dépasser dans le cas d’apport foliaire d’éléments limitants comme le potassium. En termes de qualité nutritionnelle et sensorielle, les résultats montrent que les performances des tomates aquaponiques égalent celles des tomates hydroponiques. Tandis que les tests sensoriels réalisés par un jury expert du CTIFL montrent une absence de différence significative entre les deux modalités. Ces essais montrent qu’il est possible de cultiver des tomates en quantité et qualité adéquate, sans suppléments d’engrais azotés et phosphatés, à pH neutre, et à conductivité très faible ( environ 1000 µs/cm), ce qui ouvre des perspectives sur les économies d’intrants et l’adaptation
des solutions nutritives en culture hors-sol. Cela ouvre également des pistes de recherche intéressantes sur l’identification et la description du rôle joué par les communautés bactériennes dans le système « aquaponie ».

Pierre Foucard, Itavi
Chef de projet: aquaculture, aquaponie, algoculture

Source : https://www.reussir.fr/fruits-legumes/aquaponie-le-mariage-de-la-tomate-et-du-poisson