Soutenance mémoire
Fertilisation en agriculture biologique
Légumes de serre
Au Canada, les principaux légumes produits en serre sont la tomate, le concombre, la laitue et le poivron. Le Québec se place au troisième rang en termes de production de légumes de serre, précédé par les provinces de l’Ontario et de la Colombie-Britannique. En 2014, la production québécoise de légumes de serre se chiffrait à 86 678 000 $, comparativement à 803 226 000 $ pour l’Ontario, 290 743 000 $ pour la ColombieBritannique et à 52 114 000 $ pour l’Alberta (Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2016). L’Ontario comprend 69 % de la superficie cultivée en légumes de serre (s’élevant à 14 393 898 m²), suivi par la Colombie-Britannique (20 %) et par le Québec (7 %) (Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2016).
Tomate de serre
La tomate (Solanum lycopersicum L.) est un fruit de la famille des Solanacées originaire de l’Amérique du Sud. Autrefois cultivée par les Aztèques dans les Andes, elle est par la suite implantée en Europe au 16e siècle et ce n’est qu’au 18e siècle qu’on reconnaît ses nombreuses vertus pour la santé humaine (Morganelli, 2016).
La culture de la tomate occupe une place importante à l’échelle internationale, étant le 2e « légume » – la tomate étant un fruit – le plus consommé au monde après la pomme de terre. À travers la planète, plus de 170 millions de tonnes de tomates sont produites annuellement (FAO, 2014). Au Canada, en 2015, la production de tomate de serre s’élevait à 266 845 tonnes, représentant une valeur à la ferme de 516 928 000 $ (Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2016). La consommation canadienne de tomate, comme légume frais, se situe à 8,1 kg⋅personne-1⋅an-1 (MAPAQ, 2016).
Au Québec, en 2014, la production de tomate de serre s’élevait à 18 032 tonnes, représentant une valeur à la ferme de 53 695 000 $ (MAPAQ, 2016). La superficie de tomate de serre québécoise se situe à 63 ha, comparativement à celle de l’Ontario qui couvre 364 ha (MAPAQ, 2016). Dans cette dernière province, la production de tomates de serre est évaluée à 311 705 000 $, soit une production de 178 968 tonnes de tomates de serre.
Concombre de serre
Le concombre (Cucumis sativus L.), membre de la famille des Cucurbitacées, a été découvert à l’état sauvage à la base de l’Himalaya et cultivé depuis plus de 3000 ans en Inde, pour ensuite être introduit en Amérique par Christophe Colomb (Abu-Reidah et al. 2012; de Candolle, 1883). Mondialement, 74 975 625 tonnes de concombre et cornichons sont produites chaque année (FAO, 2014). Au Canada, 180 194 tonnes de concombre de serre sont produites annuellement, représentant une valeur à la ferme de 308 199 000 $ (Agriculture et Agroalimentaire Canada, 2016). Les Canadiens consomment en moyenne 3,2 kg⋅personne-1 de concombre annuellement (MAPAQ, 2016).
Au Québec, le concombre de serre est cultivé sur une surface de 11 hectares et les recettes associées à une production annuelle de 1 649 tonnes s’élèvent à 5 474 000 $ (MAPAQ, 2016). En Ontario, où se situe la majeure partie de la production canadienne de concombre de serre, ce sont 135 950 tonnes qui sont produites annuellement sur une superficie de 291 ha (MAPAQ, 2016). La production ontarienne se chiffre à 231 166 000 $ par an (MAPAQ, 2016).
Horticulture biologique L’agriculture biologique est, selon l’IFOAM (2017), un système qui vise à maintenir la santé des sols, des écosystèmes et des humains. L’horticulture biologique se développe de plus en plus à l’échelle mondiale. En effet, c’est l’un des secteurs alimentaires dont la croissance est la plus rapide, les ventes d’aliments biologiques ayant quadruplé de 1999 à aujourd’hui (Reeve et al., 2017). Plus précisément, la valeur du marché des aliments biologiques a connu une augmentation de 5,8 fois durant les 15 dernières années, atteignant une valeur de 81,6 milliards de dollars américains en 2015, soit une augmentation de 10 % par rapport à 2014 (Willer et Lernoud, 2017).
L’un des aspects définissant l’horticulture biologique est sa fertilisation, étant donné que seuls certains amendements y sont autorisés dans une perspective de maintien de la fertilité et de la santé du sol et de limitation des effets néfastes au point de vue environnemental. En effet, le compost et le fumier, riches en matière organique, y font partie intégrante dans le but de stimuler l’activité biologique des sols: l’activité enzymatique et la biomasse microbienne sont ainsi supérieures dans les systèmes biologiques (Dorais et Schwarz, 2018).
De manière générale, les systèmes biologiques excluent les fertilisants et pesticides synthétiques, les produits issus du génie génétique, les hormones de croissance, les antibiotiques et les boues d’épuration (Dorais et Schwarz, 2018). Au Canada, la production biologique sous serre peut être réalisée en plein sol ou en contenants. Il doit y avoir un délai de 36 mois entre l’utilisation de substances interdites et la récolte de la culture biologique (Gouvernement du Canada, CAN/CGSB-32.310-2015; CAN/CGSB-32.3112015). Si la production est conduite à l’intérieur de contenants, ceux-ci doivent avoir une hauteur d’au moins 30 cm et contenir un volume de substrat d’au moins 60 L∙m-², basé sur la surface totale de la serre disponible pour la photosynthèse. Si le volume de substrat est inférieur à 60 L⋅m-², au moins 70 % des besoins en azote et en phosphore doivent être fournis par des amendements solides, requérant une activité biologique du milieu de culture élevée (Gouvernement du Canada, CAN/CGSB-32.310-2015). De plus, le compost doit être intégré dans la régie de fertilisation et son volume doit être supérieur ou égal à 10 % du volume du substrat de culture en début de production (Gouvernement du Canada, 2015). Les semences utilisées doivent être biologiques à moins qu’elles ne puissent être obtenues de façon biologique sur la ferme du propriétaire ou qu’elles ne soient pas disponibles sur le marché. Les systèmes de chauffage et d’éclairage d’appoint ainsi que l’enrichissement carboné sont autorisés (Gouvernement du Canada, 2015).
Nutrition azotée
L’azote est un élément essentiel à la croissance des organismes vivants et est donc indispensable à la production de nourriture à l’échelle planétaire. En effet, il est un élément important entrant dans la composition de la chlorophylle, des protéines (enzymes), des acides nucléiques, des vitamines ainsi que des composés énergétiques tels que l’ATP (Farndon, 1999). L’azote atmosphérique ou diazote (N2) doit être fixé sous forme assimilable (NH4+, NO3-) afin d’être utilisable par les plantes, celui-ci étant constitué d’une triple liaison le rendant chimiquement très stable. Selon la loi du minimum de Liebig (von Liebig, 1862), l’azote est souvent l’élément qui limite la croissance des cultures. Ainsi, il est un élément clé dans les programmes de fertilisation agricole, puisqu’il permet d’améliorer les rendements. Cependant, il est également l’élément dont le niveau de complexité est le plus important pour la conception des plans de fertilisation (Mortensen, 2000; N’Dayegamiye, 2007) en plus de représenter un coût important comme intrant agricole (tableau 1).
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Guide du mémoire de fin d’études avec la catégorie MOT CLé 1 |
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Table des matières
Résumé
Liste des Tableaux
Liste des figures
Liste des abréviations et sigles
Remerciements
Avant-propos
Introduction
Chapitre 1: Revue de littérature
Légumes de serre
Tomate de serre
Concombre de serre
Horticulture biologique
Nutrition azotée
Perspective historique de la fertilisation azotée
Aspects environnementaux de la fertilisation azotée
Aspects liés à la santé humaine de la fertilisation azotée
Qualité des fruits
Composition chimique
Paramètres de qualité physique
Composés phénoliques
Acide ascorbique
Caroténoïdes
Solides solubles
Acidité titrable
Influence des conditions climatiques sur la qualité des fruits
Influence du mode de culture sur la qualité des fruits
Fertilisation en agriculture biologique
Besoins en azote de la tomate et du concombre de serre
Influence de la dose et de la source d’azote sur la qualité des fruits
Effets de la dose d’azote
Effets de la source d’azote
Hypothèses et objectifs
Chapitre 2: Nitrogen application rate and source effects on growing medium biological properties and fruit quality of organic greenhouse tomato and cucumber
Résumé
Abstract
Introduction
Materials and methods
Experimental design and greenhouse growing conditions
Fertilization treatments
Growing medium measurements
Plant measurements
Fruit quality measurements
Statistical analysis
Results
Growing medium parameters
Growth parameters
Yield
Fruit quality parameters
Discussion
Effect of N source and organic N application rate on growing medium parameters
Effect of inorganic N application rate on growing medium parameters
Growth, yield and fruit quality parameters
Conclusion
Acknowledgments
Bibliographie
Annexes
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