Techniques de gestion des opérations sur le terrain

Causes et remèdes de l'étiolement : lire la densité, la lumière, la température nocturne et l'humidité dans la silhouette de la plantule

Liste des articles pour responsables de terrain

Quand l’étiolement apparaît, la première réaction est de chercher « comment l’arrêter ». Faut-il ajouter de la lumière, baisser la température nocturne, ou s’attaquer à l’humidité ? Mais en partant de l’arrêt, on se retrouve généralement bloqué. Les causes possibles sont trop nombreuses pour se réduire à la seule silhouette.

Changeons d’ordre. Avant d’arrêter, commençons par lire. Une tige allongée est le signal que la plantule émet en réaction aux conditions dans lesquelles elle se trouve. La densité du semis dans le plateau, le type de cellule utilisé, la variété——et si les feuilles sont fines, si seuls les entre-nœuds s’allongent, sur quelle étagère et à quel moment ça apparaît. Là se trouve écrit ce qui a dévié.

Cet article est écrit en partant des légumes-feuilles en culture indoor (ferme verticale fermée, multi-niveaux sous LED). Ce sont aussi les cas que j’ai observés sur le terrain. Les serres hydroponiques à lumière naturelle et les légumes-fruits fonctionnent différemment — tant dans l’entrée de la lumière que dans la dynamique de transpiration — et ce qui suit ne s’y transpose pas directement. L’étiolement : ne pas le lire comme « un symptôme à stopper » mais comme « un signal sur les conditions ». Et l’ordre de lecture : d’abord la densité, ensuite l’environnement. C’est de là qu’on part.

Pour l’étiolement, suspecter la densité en premier, puis lire l’environnement

Une plantule qui s’étire, fine et chétive. C’est ce qu’on appelle l’étiolement. Elle ne répond plus aux normes d’expédition, elle pèse sur le taux de plants commercialisables. Et ce n’est pas tout. Sur les légumes-feuilles, l’étiolement peut faire chuter le poids à récolte, et l’amincissement des parois cellulaires fragilise la plante face aux maladies. Discret en apparence, le phénomène se répercute en cascade sur le rendement et sur la qualité. Quand l’étiolement apparaît, le réflexe est de chercher un bouton environnemental à tourner — « comment est-ce que j’arrête ça ». Mais avant ça, il y a un ordre à respecter.

Ce qu’il faut suspecter en premier, ce n’est pas l’environnement. C’est la variété, la densité de semis et le nombre de cellules. Dans un même environnement, une variété à tendance à l’étirement s’étirera. Semer dense dans un plateau, et le simple fait de se retrouver à l’étroit entre plants voisins favorise l’évitement d’ombre décrit plus loin. Le nombre de cellules du plateau alvéolé (72, 128 ou 200 trous, par exemple) ne détermine pas seulement « combien on peut produire » mais aussi « quelle silhouette de plantule on obtient ». Plus la cellule est petite, moins les racines ont de place pour s’étendre — ce qui joue davantage contre les cultures à longue période de production de plants. Sur le terrain, dans les cas que j’ai observés, j’ai rencontré de nombreux cas d’étiolement expliqués — avant même de s’interroger sur l’environnement — par « ce plateau n’est-il pas tout simplement trop semé / les cellules sont-elles trop petites ». Donc d’abord : remettre en ordre la variété, la densité et le nombre de cellules. C’est le premier niveau.

Ensuite, ce qui subsiste encore, c’est la plage lisible avec les curseurs environnementaux — les trois facteurs que sont la lumière, la température nocturne et l’humidité. Autrement dit, quand la densité ou la variété est la vraie cause, ajuster les trois facteurs environnementaux revient à tourner à vide. Si on ne retient que « étiolement = les trois facteurs lumière/température nocturne/humidité », on saute le premier niveau qui a le plus d’impact. L’ordre est donc : densité d’abord, environnement ensuite. Les facteurs qui entraînent l’étiolement ne se résument pas à ces deux niveaux — la nutrition, le substrat, la façon d’élever la plantule entrent aussi en jeu — mais comme leviers actionnables sur le terrain, c’est dans cet ordre qu’il est pratique d’avancer.

L’étiolement n’est pas un symptôme à stopper mais un signal sur l’environnement

Une fois la densité et la variété remises en ordre, on va lire ici l’étiolement qui subsiste comme un signal sur l’environnement. Il est beaucoup plus facile d’appréhender l’étiolement non comme quelque chose à arrêter, mais comme un signal que la plantule émet en réaction à quelque chose dans son environnement.

Quand on repère l’étiolement sur un plateau alvéolé, il y a généralement un ordre. Avant même de regarder l’ensemble du plateau et de sentir « ces plants sont bien grands », ce qui saute aux yeux, c’est la tige entre les cotylédons et les vraies feuilles — l’hypocotyle — qui s’est allongé bizarrement, trop droit, trop long. Au début de la production de plants, c’est la tige qui s’allonge avant les feuilles. Les feuilles n’ont pas vraiment changé de taille, mais la tige seule est longue — c’est ainsi que ça se présente. Et même sur une même étagère, le phénomène diffère entre niveaux supérieurs et inférieurs, et il y a des périodes où il se manifeste davantage. Plutôt qu’aléatoire, on commence à y percevoir un schéma.

Ce « au début c’est l’hypocotyle qui s’allonge en premier » est un des éléments à lire attentivement. À ce stade, où la surface foliaire est encore assurée et où seule la tige prend de l’avance, la longueur de la tige se lit facilement comme la réponse de la plantule à son environnement lumineux. La différence entre niveaux supérieurs et inférieurs fonctionne de la même façon. Même sous le même LED, l’intensité lumineuse reçue change selon la position sur l’étagère, et la partie la plus faible s’allonge en réponse. Même si la température de consigne de la pièce est constante, si la façon dont la température chute après l’extinction des LED la nuit, ou dont la déshumidification fonctionne, varie d’une étagère à l’autre, cela aussi se lit dans la tige. Quelle étagère réagit le plus fortement, et à quoi, devient visible à travers la tige.

Cela dit, c’est le regard de la phase initiale. Quand l’étiolement progresse, ou quand le manque de lumière est la cause principale, la présentation change. Comme on le verra plus loin, à mesure que ça progresse, les feuilles elles-mêmes deviennent plus petites, plus fines, et leur couleur pâlit. « Seulement la tige longue » est un signe de phase initiale ; « feuilles fines et pâles également » est un signe côté progression / manque de lumière — il est pratique de lire ces deux états séparément selon les étapes.

La tige s’allonge parce que la plantule perçoit la lumière et réagit. Quand les feuilles du voisin la serrent et l’ombrent, le rapport de lumière rouge lointaine sur lumière rouge augmente. Un capteur lumineux appelé phytochrome détecte cela et, par l’intermédiaire d’hormones comme l’auxine, allonge la tige. C’est ce qu’on appelle la réaction d’évitement de l’ombre (voir: 1, 2). La tige tend aussi à s’allonger quand la lumière est faible, mais on ne peut pas simplifier en disant « plus la lumière est faible, plus la tige s’allonge uniformément ». Un excès de lumière bleue peut aussi provoquer l’allongement — la silhouette n’est pas déterminée dans un sens unique, mais par la combinaison de la quantité et de la qualité de la lumière. Ce qui est certain, c’est que l’intensité lumineuse elle-même gouverne la croissance et la forme de la plantule, et c’est ce que plusieurs études montrent de façon convergente (voir: 3, 4, 5, 6). La couleur (qualité) de la lumière influe aussi sur la forme, mais cela s’organise en termes de rapport rouge / rouge lointain et du fonctionnement des récepteurs de lumière bleue (voir: 2).

Distinguer manque de lumière et température nocturne dans la silhouette de la plantule

Les plantules de l’étagère basse s’allongent plus que celles du haut. Sur les tablettes de culture, le premier réflexe est d’incriminer l’intensité lumineuse — l’étagère basse peut en effet être plus sujette à l’étirement. D’un autre côté, même après l’extinction des LED la nuit, sur l’étagère basse la climatisation qui abaisse la température nocturne peut fonctionner faiblement, la chaleur stagne et la température nocturne ne descend jamais complètement. Face à ces deux causes possibles, vous est-il déjà arrivé de vous demander si, à la seule silhouette, on peut distinguer si ça s’étire parce que la lumière est faible ou parce que la température nocturne pose problème ? Si les deux aboutissent au même résultat — la tige s’allonge — il semble impossible de distinguer à laquelle des deux la plantule réagit.

L’indice se trouve dans le reste de la silhouette. La distinction ne peut pas être faite de façon nette, mais elle donne un repère suffisant pour orienter ses soupçons. Une plantule qui s’étire par manque de lumière tend à avoir une tige plus longue, des feuilles plus fines et plus pâles. On pourrait dire qu’elle se jette vers la lumière. En revanche, quand la chaleur stagne parce que la température nocturne ne descend pas suffisamment, les feuilles conservent une certaine épaisseur et leur couleur, tandis que seuls les entre-nœuds de la tige s’allongent. Et ce cas est plus susceptible d’apparaître quand le lieu — l’étagère basse — et le moment — la nuit — coïncident. Autrement dit, en lisant la silhouette elle-même en combinaison avec le quand, le où et l’état des feuilles, on parvient à dégager lequel des facteurs est probablement le plus fort. Feuilles fines et pâles : penche vers la lumière ; feuilles normales avec seulement les entre-nœuds allongés : penche vers la température nocturne. L’idée est de classer les hypothèses par ordre de priorité de cette façon.

Un point que je veux préciser ici. Cette façon de distinguer n’est pas « un outil pour confirmer la cause principale », mais « un repère approximatif pour prioriser ce qu’on suspecte ensuite ». Quand plusieurs facteurs dévient simultanément, la silhouette ne se divise pas comme dans les manuels. L’étagère basse en particulier est un endroit où la lumière, la température nocturne et la déshumidification tendent toutes à faiblir en même temps — elle se divise de façon ambiguë exactement là où on voudrait le plus s’en servir. Donc quand c’est ambigu, ne pas se figer sur une seule cause ; comme on le verra plus loin, le mouvement est de tout ramener ensemble du côté conservateur.

Comment l’humidité se manifeste et ordre dans lequel agir

L’humidité est aussi à ne pas négliger. En culture indoor, l’humidité monte en continu par transpiration et on déshumidifie en permanence ; mais s’il y a des créneaux horaires ou des étagères où la déshumidification fonctionne faiblement, cela aussi s’ajoute à l’allongement de la tige. La lumière, la température nocturne et l’humidité fonctionnent moins séparément qu’entrelacées. Comme dit plus haut, ce sont les trois facteurs environnementaux qu’on lit dans ce qui subsiste après avoir remis en ordre la variété, la densité et le nombre de cellules.

Alors, comment l’humidité se manifeste-t-elle dans la silhouette ? Elle semble se lire davantage dans l’aspect des feuilles et les irrégularités selon les créneaux horaires que dans la tige elle-même. Sur les créneaux ou les étagères où la déshumidification est insuffisante, la transpiration s’arrête et la plantule ne fait plus circuler l’eau. Les feuilles restent alors turgescentes, légèrement grandes et molles, et en dessous la tige s’allonge mollement. Contrairement au « fin et pâle » du manque de lumière et au « seulement les entre-nœuds » de la température nocturne, le signe distinctif est que ça tend à apparaître de façon groupée sur les étagères et créneaux confinés et humides. Plutôt que regarder l’humidité seule, il est plus facile de l’organiser en la saisissant comme déficit de pression de vapeur combiné à la température. Que le déficit de pression de vapeur gouverne la transpiration a été établi comme mécanisme dans des travaux sur les légumes-fruits et la gestion en serre (voir: 7, 8).

Un avertissement s’impose. Ces études ont montré, sur tomates en serre, ce qu’on pourrait appeler un bon sens — « abaisser le déficit de pression de vapeur (augmenter l’humidité) ouvre les stomates, la photosynthèse avance et le rendement augmente ». Le mauvais sens que je décris ici — « quand l’humidité stagne et que la transpiration s’arrête, les feuilles restent molles tandis que la tige se desserre » — n’est pas directement soutenu par ces sources. Le mécanisme jusqu’au point précédent — « l’humidité (déficit de pression de vapeur) gouverne la transpiration » — est dans les publications ; au-delà, la causalité « la transpiration s’arrête -> la tige s’étire mollement » est ce que j’écris comme inférence de terrain, issue de l’observation des légumes-feuilles en culture indoor. Le type de système et la culture sont différents ; prenez-le comme un emprunt du mécanisme pour lire la situation.

Un point que je veux distinguer ici. Ce qu’on fait de la culture en cours qui s’étire déjà, et le fait de ne pas reproduire le même étiolement à la culture suivante — ce sont deux sujets différents. Une plantule qui a déjà commencé à s’allonger est une course contre la montre : si on n’agit qu’après avoir réduit la cause à une seule, l’allongement progresse pendant ce temps. Donc, face à l’étiolement qui se manifeste maintenant, basculer tout du côté conservateur sans attendre d’identifier la cause. C’est-à-dire : relever la lumière, baisser la température nocturne, renforcer la déshumidification. C’est le mouvement réaliste. Mais bouger soudainement et fortement est en soi un stress, donc par étapes. Et pousser la lumière encore plus haut sur une étagère qui en a déjà suffisamment peut avoir l’effet inverse. Plus de lumière n’est pas toujours mieux ; au-delà d’un certain seuil, en ajouter ne fait plus monter le rendement, et il y a même une plage où il chute. Ce qui a besoin d’être relevé, c’est l’étagère faible, pas celle qui a déjà assez.

C’est plutôt vers la culture suivante que la lecture pour identifier une cause principale prend tout son sens. Si on aligne les plantules des étagères supérieures et inférieures le matin pour les comparer, la différence entre étagères se lit sur-le-champ. Observer la longueur de la tige, la couleur et l’épaisseur des feuilles, la souplesse des feuilles, et dégager lequel parle le plus fort. Ensuite, en bougeant le seul suspect dans le lot suivant et en observant comment la silhouette évolue, on peut confirmer la cause principale. Toucher les trois à la fois dans une même culture, et on ne sait plus lequel a eu de l’effet. Les confirmer un par un prend tout son sens précisément d’une culture à l’autre.

Cela dit, même en calculant séparément la valeur optimale de chaque élément environnemental puis en les additionnant, on ne peut pas prédire entièrement le résultat quand on les bouge tous en même temps. Parce que les variables interagissent, la valeur optimale varie selon la littérature et le stade de croissance. Même pour un seul élément, les chiffres qu’on pourrait affirmer comme l’unique optimum ne sont pas établis (voir: 9). C’est précisément pourquoi on ne finit pas de confirmer en une seule fois ; on resserre progressivement, culture après culture. C’est ça, le réalisme.

Mesures pour relever la lumière sur les étagères faibles

J’ai écrit « relever la lumière » et « relever les étagères faibles », mais comment concrètement on le fait ? Ajouter des éclairages à l’aveugle, et la seule chose qui enfle, c’est la facture d’électricité. Passer de la logique « plus de lumière = plus d’électricité » au côté « corriger efficacement la qualité et la distribution de la lumière » est le point d’entrée pour concilier économies d’énergie et prévention de l’étiolement. Je vais en citer quelques-unes, par ordre de retour sur investissement.

Le premier, c’est le matériau réfléchissant. En augmentant le pouvoir réfléchissant à l’intérieur de la ferme et sur les étagères, on peut apporter plus de lumière aux plantes avec le même équipement d’éclairage. L’efficacité est grande pour un coût faible, et poser une feuille réfléchissante sur les côtés des étagères fait entrer la lumière latéralement, ce qui améliore l’environnement lumineux des niveaux intermédiaires et inférieurs. Sur le terrain, dans les cas que j’ai observés, avant d’ajouter de nouveaux éclairages, j’ai souvent commencé par évaluer jusqu’où la réflexion pouvait suffire.

Le deuxième, c’est la hauteur et la distribution de l’éclairage. Avec des LED, si l’espacement devient trop grand, une bande faible se forme entre les zones éclairées. En faisant se chevaucher l’illumination pour ne pas trop espacer les luminaires, et en faisant parvenir la lumière non seulement d’en haut mais aussi en oblique et de côté, les irrégularités lumineuses à l’intérieur de l’étagère diminuent et la lumière descend jusqu’au niveau inférieur. L’étiolement apparaît à « l’endroit le plus faible » plutôt qu’au « niveau lumineux moyen », donc effacer les irrégularités est en soi une façon de relever la lumière.

Si ça ne suffit toujours pas, on monte d’un cran : utiliser un éclairage intermittent pour limiter la puissance tout en ajustant le spectre lumineux, ajouter des équipements d’éclairage supplémentaire, et ainsi de suite. Comme ordre d’action : commencer par le côté faible coût — matériaux réfléchissants, densité correcte, ajustement de la hauteur d’éclairage — observer l’effet, et passer à l’éclairage supplémentaire si nécessaire. Ne pas commencer directement par un investissement en équipement.

Face à une plantule étirée, la réponse change selon le stade

Comment gérer une plantule qui a déjà bien poussé ? C’est là que ça devient concret. Supposons qu’on identifie la cause et qu’on corrige l’environnement — l’hypocotyle allongé va-t-il se raffermir et reprendre sa longueur initiale ? Ou une fois étiré, c’est définitif et il faut simplement l’abandonner pour les normes d’expédition ? Si la reprise est possible, jusqu’à quel stade est-on encore à temps ?

D’abord, concernant l’hypocotyle lui-même qui s’est allongé — dans les cas que j’ai observés sur le terrain, il ne s’est jamais raffermi pour reprendre sa longueur d’origine. Un entre-nœud allongé ne se rétracte pas. Mieux vaut ne rien en attendre. Mais plutôt que de trancher en « récupérable / non récupérable », voir que la valeur de l’action change selon le stade est plus utilisable sur le terrain. Si l’allongement est encore au stade précoce de l’hypocotyle, et que les vraies feuilles vont se développer à partir de là, corriger l’environnement vaut pleinement la peine. On peut stopper l’allongement des entre-nœuds à partir de maintenant, et il reste de la marge pour redresser la silhouette du côté des vraies feuilles qui s’empilent au-dessus. L’allongement déjà là reste, mais c’est un stade où on peut raisonnablement espérer la remettre aux normes.

En revanche, si les entre-nœuds se sont déjà allongés et que ça s’affaisse, et que les vraies feuilles commencent aussi à se développer en portant cet allongement, alors déclasser cette plante au regard des normes peut aussi devenir une décision. La base pour juger ne se limite pas au stade des vraies feuilles. Le point de croissance et les racines sont-ils encore vivants ? Où en est-on dans le cycle de croissance ? À un stade précoce de production de plants, replanter peut être efficace ; si la récolte est proche, il y a des cas où il est plus rentable de gérer la plante étiolée telle quelle et de récolter plutôt que de forcer un redressement. Garder le coeur de la ligne à « les vraies feuilles ont-elles porté l’allongement » tout en combinant l’état de vie du point de croissance et des racines avec le stade du cycle cultural, et étendre le jugement vers la seconde moitié de la croissance.

Si la tige allongée elle-même ne revient pas, c’est parce que la forme est fixée pendant la période où elle se construit. Comme exemple analogue — dans une culture différente, certes — il existe un rapport indiquant que chez la rose, la fonction des feuilles (leurs stomates) est fixée par l’environnement durant la période de développement de cette feuille, et qu’elle est difficile à inverser après coup même en changeant l’environnement (voir: 10). La culture et l’organe sont différents, mais la tendance de la forme à se fixer pendant la période de croissance et à être difficile à inverser ensuite peut s’appliquer aux entre-nœuds étiolés. La tige allongée elle-même ne se raffermit pas, mais la valeur de l’action se tourne vers le côté stopper l’allongement à partir de maintenant et ne pas le reproduire à la culture suivante.

Points à vérifier avant le semis pour que ça n’apparaisse pas à la culture suivante

Si la tige allongée ne revient pas, la valeur de l’action est bien du côté « ne pas le reproduire à la culture suivante ». Alors, avant le semis, que faut-il vérifier pour réduire les incidents ? Pour ne pas laisser l’action d’une culture se limiter à une « correction après apparition », on déplace ici le regard vers la préparation avant apparition.

L’ordre de vérification est le même que jusqu’ici. D’abord la densité, ensuite l’environnement.

En premier, la densité de semis et le nombre de cellules. Si la densité de semis est élevée et que ça se retrouve à l’étroit avec les voisins, cela favorise en soi l’évitement d’ombre. Par rapport à la silhouette de plantule visée et à la période de production de plants, le nombre de cellules du plateau (72, 128, 200 alvéoles, etc.) est-il trop petit ? Plus la période de production de plants est longue, plus se rapprocher d’un plateau à cellules individuelles plus grandes abaisse le risque d’étiolement. Quand le couvert devient trop dense et que la lumière n’atteint plus les feuilles du bas, le risque d’étiolement augmente. Quand les feuilles des plantes voisines commencent à se chevaucher, ou que les feuilles basses commencent à jaunir, c’est le moment d’éclaircir ou de repiquer. Ce sont des éléments à fixer étagère par étagère avant le semis, dans le cadre de la construction de la production de plants.

Ensuite, vérifier les trois facteurs environnementaux avant le semis.

Pour la lumière, mesurer le niveau lumineux à chaque position d’étagère avant le semis est prioritaire. Même avec le même LED, l’étagère basse peut avoir une portée réduite, et l’étagère faible répond par l’allongement. Fixer en chiffres si l’étagère basse est en dessous du seuil, et les variations d’une étagère à l’autre.

Pour la température nocturne, observer étagère par étagère comment la température descend après l’extinction. Même si la température de consigne de la pièce est constante, sur l’étagère basse la climatisation qui abaisse la température nocturne fonctionne faiblement la nuit et la chaleur a tendance à stagner, et une température nocturne qui ne descend pas complètement est un déclencheur qui n’allonge que la tige. Avant le semis, vérifier la trajectoire de température de l’étagère basse après l’extinction.

Pour l’humidité, vérifier en amont s’il y a des créneaux horaires ou des étagères où la déshumidification fonctionne faiblement. Les moments et endroits où l’humidité stagne sont là où la réponse — tige qui s’allonge pendant que les feuilles restent molles — est facilement déclenchée.

Remettre en ordre la densité et le nombre de cellules, et — parce que ces trois facteurs apparaissent entrelacés — ne pas supposer que corriger un seul facteur suffira à arrêter. Avant le semis, noter étagère par étagère les « étagères et créneaux sujets aux incidents », aux côtés de la densité et du nombre de cellules. Alors, plutôt que de s’affoler après l’apparition de l’étiolement, on peut lire les points faibles et se préparer avant qu’il apparaisse.

L’étiolement n’est pas quelque chose qu’on « corrige après apparition » — c’est quelque chose qu’on lit à l’avance, en repérant quelle étagère est faible pour quelle raison avant que ça apparaisse. Plutôt que de blâmer la tige allongée, suspecter d’abord la densité, et lire ce qui reste comme un signal sur quel réglage la plantule répond. En pensant ainsi, le regard qu’on porte sur le plateau chaque matin devrait changer un peu.

L’étiolement influe directement sur le rendement. La façon dont on combine et lit la densité, la lumière, la température nocturne et l’humidité est, telle quelle, une question de rentabilité de la ferme verticale. Si vous voulez saisir un éventail plus large de perspectives utilisables sur le terrain, ce qui suit est aussi pour vous.

172 conseils pour améliorer la rentabilité d’une ferme verticale