Procédé pour la culture des végétaux et appareil de mise en oeuvre du procédé
La présente invention a trait à un procédé pour la culture de végétaux. Elle concerne également un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
On connaît déjà un procédé de culture de végétaux suivant un mode dit hydroponique dans lequel le système des racines est supporté au sein d'une sous-couche inerte pour être ensuite arrosé par le moyen de solutions aqueuses nutritives.
I1 est également connu de disposer des plants de végétaux suivant des rangées superposées en vue de résoudre des problèmes d'encombrement. I1 est enfin connu d'arroser ou d'irriguer la sous-couche à des intervalles de temps prédéterminés à l'effet de réaliser une nutrition rationnelle et économique.
Toutefois dans les procédés connus de culture hydroponique, le système des racines exige toujours des moyens mécaniques de support qui constituent la souscouche précitée ou qui définissent éventuellement des récipients propres à agir comme dispositifs d'expédition, plus particulièrement en ce qui concerne les plants de pépinières.
Par ailleurs chaque plant considéré isolément exige comme on le sait une charge solaire spécifique (ce terme signifiant ici la période de temps préétablie d'exposition directe à la lumière solaire en vue de permettre la pollinisation naturelle des fleurs lorsque la culture vise à obtenir des fruits). Cette charge solaire constitue toutefois une fraction de la période totale de végétation. De même quand on opère à l'intérieur d'une serre, la charge en question dépend plus directement des conditions d'exposition et par conséquent de la position par rapport aux surfaces à travers lesquelles les rayons solaires pénètrent à l'intérieur de la serre, ainsi que des questions d'ombre ou d'aération appropriée qui peuvent être affectées par certaines positions relatives par rapport aux autres plants ou aux éléments constructifs de la serre.
Enfin l'on sait que dans les conditions dites hydroponiques, si l'on veut que la solution nutritive atteigne le système des racines, il est nécessaire d'imprégner de très grandes surfaces et des volumes importants.
La présente invention vise à réaliser un procédé dans lequel la solution nutritive peut réagir directement sur le système de racines, sans être gênée par des obstacles, ni par l'imprégnation inutile de surfaces ou de volumes.
L'invention vise encore:
- à établir des critères de mise en position pour les plants cultivés en disposant délibérément des rangées uniques de ces plants en fonction du temps, c'est-à-dire de la progression de la période de végétation;
- à réaliser un appareil propre à la mise en oeuvre du procédé précité, qui soit de fabrication simple, d'entretien facile, et qui agisse rapidement et efficacement pour les diverses phases opératoires de culture, dans la mesure où cela concerne à la fois le point de vue agricole, tel que le repiquage et la récolte, et les diverses questions accessoires, telles que l'ambiance, la phytohygiène, les bonnes conditions d'arrosage intermittent, etc.).
Le procédé selon l'invention consiste à repiquer les plants dans des éléments tubulaires disposés au moins approximativement de façon horizontale, à maintenir dans leur position les plants ainsi repiqués en exerçant une pression sur leur système de racines et au-dessous des branches, et à amener une solution nutritive aux racines, de manière à les imprégner, à l'exception de la zone d'application de la pression de retenue du plant considéré.
Chaque élément tubulaire est par exemple amarré à des organes mobiles verticalement et à abaisser ces derniers de temps à autre en fonction du développement végétatif des plants.
L'appareil selon l'invention pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus comprend des éléments tubulaires ainsi que des moyens pour amener un liquide nutritif, et il est caractérisé en ce que chaque élément tubulaire comporte une partie inférieure rigide et une partie supérieure découpée d'une ouverture longitudinale qui s'étend sur la longueur de l'élément et qui est délimitée de part et d'autre par des zones ou levres faites en un matériau déformable élastiquement, le tout de façon telle qu'un plant repiqué se trouve serré du fait de la déformation des lèvres qui délimitent ladite ouverture longitudinale.
L'appareil peut comprendre des organes susceptibles d'être déplacés verticalement dans un sens et dans l'autre, et des dispositifs de support des éléments tubulaires précités, amarrés auxdits organes.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux comprendre l'invention et les avantages qu'elle est susceptible de procurer:
La fig. 1 est une vue en perspective d'un appareil suivant l'invention (les éléments tubulaires étant représentés en coupe).
La fig. 2 est une vue en perspective d'un élément tubulaire comportant des zones faites en un matériau élastiquement déformable, ces zones étant représentées à l'état déformé, propre à permettre le repiquage.
La fig. 3 est une vue en élévation d'un appareil suivant l'invention comprenant des éléments tubulaires disposés suivant des rangées superposées.
L'appareil représenté comprend des éléments désignés par la référence générale 1, chaque élément comportant un profilé inférieur 2, substantiellement semicylindrique, fait en un matériau rigide, tel qu'une matière plastique résistant à l'action chimique des solutions acides.
Chacun des bords de chaque profilé semi-cylindrique 2 vient s'insérer dans les extrémités en forme de fourche 3, 3a de tabliers ou ailes 4, 4a présentant en coupe une épaisseur qui diminue progressivement en direction de leurs bords supérieurs libres (cette épaisseur peut aller de 2,5 mm vers l'extrémité 3-3a de la partie fourchue, jusqu'à 0,6 mm à l'extrémité libre). Il en résulte que les ailes en question sont aisément déformables près de leur extrémité libre précitée.
Ces tabliers ou ailes sont faits en un matériau déformable élastiquement, tel qu'une matière plastique appropriée; ils définissent entre eux une ouverture qui s'étend dans le sens de la longueur par rapport à chaque élément tubulaire 1, suivant une génératrice géométrique de l'ensemble considéré comme un cylindre idéal (il y a toutefois lieu de noter que la section transversale n'est pas obligatoirement de forme circulaire, mais qu'on peut au contraire utiliser toutes autres formes comparables). Les ailes 4-4a peuvent également être prévues d'une seule pièce avec le profilé 2.
I1 convient toutefois de remarquer que lesdites ailes comportent une longueur plus grande que celle de l'arc de cercle complémentaire de la forme semi-cylindrique du profilé 2, ce qui fait qu'elles viennent porter l'une contre l'autre par leurs extrémités libres, en se comportant ainsi à la façon de lèvres.
Les éléments tubulaires sont portés par des dispositifs de support faits en fil métallique ou plastique 5 à section semi-circulaire, solidaires d'un prolongement oblique 6, le tout étant relié dans le haut à des antennes 7, 8 (faites en fil métallique) et qui présentent la forme d'un V très ouvert.
Les extrémités libres du prolongement 6 et de l'antenne 8 sont repliées en forme de crochet, en sens inverse l'une de l'autre, comme indiqué en 9 et 10, et elles sont accrochées à un câble ou cordon vertical, fait par exemple en matière plastique. L'expérience a en fait montré qu'on aboutissait ainsi à un dispositif de support solidement amarré au câble respectif, grâce à la configuration inversée des crochets, à la distance entre les branches opposées de l'un au moins de ceux-ci, cette distance étant maintenue aussi voisine que possible du diamètre du câble, et à l'inclinaison du dispositif de support due au poids de l'élément tubulaire qu'il porte.
Comme on peut le voir en fig. 1 ces dispositifs de support sont prévus sur chacun des câbles et à plusieurs exemplaires à des hauteurs différentes (par exemple trois sur un côté et trois de l'autre), le tout pour une hauteur de câble d'environ deux mètres. On peut ainsi supporter trois éléments tubulaires sur chacun des côtés.
Les câbles peuvent être déplacés vers le haut et vers le bas. En fait ces câbles, qu'on a désignés par la référence 11, s'enroulent sur des poulies 12 de manière à constituer un système funiculaire. En pratique on peut prévoir un nombre approprié de tels câbles, par exemple trois, comme indiqué en 11, 13 et 14, pour former un système mobile avec les poulies respectives.
Il est encore prévu un montant 15 disposé près du système de poulies pour supporter ces dernières, ainsi qu'un moyen d'amarrage propre à fixer l'appareil au sol là où l'on veut établir l'installation considérée. Le montant précité fait partie d'un bâti fait de profilés en
U constituant montants et traverses. Les câbles ou cordons courent sur la longueur de ces profilés.
Les antennes en V indiquées en 7 et 8 supportent un grillage 16 également replié en forme de V. Ce grillage est fait en métal ou autre matériau approprié, et il est prévu pour maintenir et supporter les petits plants en cours de croissance disposés alternativement l'un vers l'une des branches de V, le suivant vers l'autre branche, de manière à obtenir ainsi un meilleur écartement et une aération plus favorable des plants isolés.
Comme montré en fig. 2, quand on désire repiquer les petits plants, on déforme les lèvres des ailes 4-4a.
Ces lèvres peuvent être équipées de boutons-pressions mâles et femelles agencés en vis-à-vis, ou de pinces du genre à goujon fendu, de manière à être normalement maintenues suffisamment serrées l'une contre l'autre pour réaliser un bon verrouillage là où les plants sortent de l'élément tubulaire. En fig. 3 ces éléments tubulaires sont représentés comme légèrement inclinés en vue de déterminer la circulation par gravité du liquide nutritif d'irrigation. On voit également dans cette figure que les plus jeunes plants sont disposés dans la zone supérieure, tandis que la zone inférieure renferme ceux dont la végétation se trouve à une phase plus avancée pour laquelle les fruits (tels que des tomates) arrivent à maturation.
Cet agencement constitue un avantage du fait que ce sont les plants les plus jeunes qui exigent la plus forte charge solaire , c'est-à-dire la meilleure exposition aux rayons solaires en même temps qu'une aération plus favorable. En fait les rangées inférieures sont en partie à l'ombre des rangées supérieures et elles sont également moins aérées; enfin la rangée inférieure se trouve à la position la plus rationnelle pour la récolte et pour la collecte des fruits dans des récipients appropriés.
L'expérience a montré par exemple qu'il est avanlageux de disposer la rangée supérieure à une hauteur d'environ 1,70 mètre au-dessus du sol, la rangée intermédiaire à environ 1,10 mètre et la rangée inférieure à environ 0,50 mètre.
On fait avantageusement germer les graines dans le sol au-dessous de la dernière rangée inférieure ou au voisinage de celle-ci, en laissant pousser les plants jusqu'à la phase pour laquelle ils comportent un système inférieur de racines et quelques premières branches ou feuilles. De cette manière tout l'espace disponible est utilisé rationnellement.
L'expérience a montré qu'un diamètre de 10 cm convenait parfaitement pour les éléments tubulaires.
L'irrigation est effectuée de façon intermittente en comportant des cycles de répartition différents du liquide avec des périodes d'arrêt, le tout suivant la saison (il existe une différence entre la période d'été et celle d'hiver, étant noté que le type de culture décrit convient pour toute l'année), suivant le degré d'humidité du local et suivant les températures. Un appareil chronométrique déclenche les périodes d'irrigation et d'arrêt. On peut avantageusement mettre en oeuvre de telles périodes d'irrigation de trois à cinq minutes, c'est-à-dire trois à soixante fois plus courtes que celles d'arrêt, ces dernières allant de quinze minutes au cours des heures chaudes de la journée, jusqu'à dix-huit minutes pendant les heures froides de la nuit.
Le résultat recherché est également obtenu du fait que la totalité de la solution imprègne de façon intense le système de racines des plants sans avoir à imprégner au préalable des zones ou surfaces inutiles. Bien que dans les procédés hydroponiques l'on préconise des températures du liquide nutritif se situant entre 15 et 200 pendant l'hiver, et entre 20 et 250 au cours de l'été, l'expérience a montré que dans des installations suivant l'invention il convenait de réchauffer le liquide à une température d'environ 270.
I1 a également été reconnu bon de prévoir des éléments tubulaires d'environ 5 mètres de longueur, disposés les uns derrière les autres suivant une orientation nord-sud, à un écartement de par exemple 0,60 mètre pour ménager des passages de service, ces éléments définissant des rangées en ligne droite de 20 mètres.
Entre deux ensembles adjacents (chaque ensemble comprenant deux séries d'éléments à la façon illustrée en fig. 1), il est prévu un espace dont la largeur peut être, par exemple, légèrement inférieure à celle qui sépare les rangées constituées par ces ensembles.
En vue d'éliminer les inconvénients dus à la germination d'algues dans les parties découvertes exposées à la lumière, l'expérience a montré qu'il convenait de faire couler le liquide (solution renfermant des engrais appropriés, des sels et autres éléments nutritifs) par le moyen de tubes fermés et opaques, faits par exemple en matière plastique, à partir desquels partent des dérivations réalisées sous la forme de tuyaux souples, également fermés et opaques, et eux aussi en matière plastique, tels que ceux indiqués en 17 en fig. 2. Pour les mêmes raisons les éléments tubulaires doivent également être noirs et opaques, bien qu'ils puissent comporter une surface réfléchissante dans le bas en vue d'augmenter la luminosité pour les plants inférieurs.
Les tuyauteries sont alimentées par des pompes reliées à des réservoirs appropriés dans lesquels on prépare la solution nutritive. Dans la culture hydroponique où on estime nécessaire de prévoir une quantité de 15 litres de liquide ou solution pour chaque mètre carré du système, ce qui équivaut à 2,1 litres par plant, avec le procédé décrit et dans le cas de la culture des tomates, l'on peut suggérer d'utiliser une quantité de 1,25 litre par plant avec une densité de 12 plants au mètre carré.
Une valeur convenable pour la pente des éléments tubulaires est de 4 % par rapport à l'horizontale, ceci en vue d'assurer la circulation du liquide par gravité avec une lenteur suffisante pour lui permettre d'imprégner et de nourrir les plants. Les éléments sont alimentés en parallèle à partir d'un collecteur situé au nord.
Le maintien des lèvres élastiques l'une contre l'autre peut avantageusement être obtenu en leur faisant comporter une matière magnétique appropriée.
Method for growing plants and apparatus for carrying out the method
The present invention relates to a process for the cultivation of plants. It also relates to an apparatus for implementing this method.
A method is already known for cultivating plants in a so-called hydroponic mode in which the root system is supported within an inert sub-layer in order to then be watered by means of aqueous nutrient solutions.
It is also known to have plant plants in superimposed rows with a view to solving congestion problems. Finally, it is known to water or irrigate the sub-layer at predetermined time intervals in order to achieve rational and economical nutrition.
However in the known methods of hydroponics, the root system always requires mechanical means of support which constitute the aforementioned sublayer or which optionally define suitable containers to act as shipping devices, more particularly with regard to the nursery plants. .
In addition, each plant considered in isolation requires, as we know, a specific solar load (this term meaning here the pre-established period of time of direct exposure to sunlight in order to allow the natural pollination of the flowers when the culture aims to obtain fruits. ). This solar charge, however, constitutes a fraction of the total vegetation period. Likewise, when operating inside a greenhouse, the load in question depends more directly on the exposure conditions and therefore on the position in relation to the surfaces through which the solar rays penetrate inside the greenhouse. , as well as issues of shade or appropriate ventilation which may be affected by certain relative positions in relation to other plants or to the constructive elements of the greenhouse.
Finally, we know that under so-called hydroponic conditions, if we want the nutrient solution to reach the root system, it is necessary to impregnate very large areas and large volumes.
The present invention aims to achieve a method in which the nutrient solution can react directly on the root system, without being hampered by obstacles, or by unnecessary impregnation of surfaces or volumes.
The invention also aims:
- to establish positioning criteria for cultivated plants by deliberately arranging single rows of these plants as a function of time, that is to say of the progression of the vegetation period;
- To produce an apparatus suitable for implementing the aforementioned method, which is simple to manufacture, easy to maintain, and which acts quickly and efficiently for the various operational phases of culture, insofar as this concerns both the agricultural point of view, such as transplanting and harvesting, and the various ancillary issues, such as the atmosphere, phytohygiene, good conditions of intermittent watering, etc.).
The method according to the invention consists in transplanting the plants into tubular elements arranged at least approximately horizontally, in maintaining the plants thus transplanted in their position by exerting pressure on their root system and below the branches, and in bring a nutritive solution to the roots, so as to impregnate them, with the exception of the zone of application of the retaining pressure of the plant in question.
Each tubular element is for example moored to vertically movable members and to lower the latter from time to time depending on the vegetative development of the plants.
The apparatus according to the invention for carrying out the above method comprises tubular elements as well as means for supplying a nutrient liquid, and it is characterized in that each tubular element comprises a rigid lower part and an upper part. cut out of a longitudinal opening which extends over the length of the element and which is delimited on either side by zones or lips made of an elastically deformable material, the whole in such a way that a transplanted plant is found tight due to the deformation of the lips which delimit said longitudinal opening.
The apparatus may include members capable of being moved vertically in one direction and the other, and devices for supporting the aforementioned tubular elements, anchored to said members.
The appended drawing, given by way of example, will make it possible to better understand the invention and the advantages it is likely to provide:
Fig. 1 is a perspective view of an apparatus according to the invention (the tubular elements being shown in section).
Fig. 2 is a perspective view of a tubular element comprising areas made of an elastically deformable material, these areas being shown in the deformed state, suitable for allowing transplanting.
Fig. 3 is an elevational view of an apparatus according to the invention comprising tubular elements arranged in superimposed rows.
The apparatus shown comprises elements designated by the general reference 1, each element comprising a lower profile 2, substantially semi-cylindrical, made of a rigid material, such as a plastic material resistant to the chemical action of acid solutions.
Each of the edges of each semi-cylindrical section 2 fits into the fork-shaped ends 3, 3a of aprons or wings 4, 4a having in section a thickness which gradually decreases towards their free upper edges (this thickness may go 2.5 mm towards the end 3-3a of the forked part, up to 0.6 mm at the free end). The result is that the wings in question are easily deformable near their aforementioned free end.
These aprons or wings are made of an elastically deformable material, such as a suitable plastic material; they define between them an opening which extends lengthwise with respect to each tubular element 1, following a geometric generatrix of the assembly considered as an ideal cylinder (it should however be noted that the transverse section n 'is not necessarily circular in shape, but that we can, on the contrary, use any other comparable shape). The wings 4-4a can also be provided as a single piece with the profile 2.
However, it should be noted that said wings have a length greater than that of the complementary circular arc of the semi-cylindrical shape of the profile 2, which means that they come to bear against each other by their ends free, thus behaving like lips.
The tubular elements are carried by support devices made of metal or plastic wire 5 with semi-circular section, integral with an oblique extension 6, the whole being connected at the top to antennas 7, 8 (made of metal wire) and which have the shape of a very open V.
The free ends of the extension 6 and of the antenna 8 are bent in the shape of a hook, in the opposite direction to each other, as indicated in 9 and 10, and they are hung on a vertical cable or cord, made by example in plastic. Experience has in fact shown that this results in a support device firmly anchored to the respective cable, thanks to the inverted configuration of the hooks, to the distance between the opposite branches of at least one of these, this distance being kept as close as possible to the diameter of the cable, and to the inclination of the support device due to the weight of the tubular element that it carries.
As can be seen in fig. 1 these support devices are provided on each of the cables and in several copies at different heights (for example three on one side and three on the other), all for a cable height of about two meters. It is thus possible to support three tubular elements on each of the sides.
The cables can be moved up and down. In fact these cables, which have been designated by the reference 11, are wound on pulleys 12 so as to constitute a funicular system. In practice, an appropriate number of such cables can be provided, for example three, as indicated at 11, 13 and 14, to form a mobile system with the respective pulleys.
There is also provided an upright 15 disposed near the pulley system to support the latter, as well as a suitable mooring means for fixing the device to the ground where it is desired to establish the installation in question. The aforementioned upright is part of a frame made of profiles in
U constituting uprights and cross members. Cables or cords run the length of these profiles.
The V-shaped antennae indicated at 7 and 8 support a mesh 16 also folded in a V-shape. This mesh is made of metal or other suitable material, and it is intended to hold and support the growing small plants arranged alternately. one towards one of the branches of V, the following towards the other branch, so as to obtain a better spacing and a more favorable aeration of the isolated plants.
As shown in fig. 2, when we want to transplant the small plants, we deform the lips of the wings 4-4a.
These lips can be equipped with male and female snaps arranged opposite each other, or with split-stud type clamps, so as to be normally kept sufficiently tight against each other to achieve a good locking there. where the plants come out of the tubular member. In fig. 3 these tubular elements are shown as slightly inclined in order to determine the gravity circulation of the irrigating nutrient liquid. We also see in this figure that the youngest plants are arranged in the upper zone, while the lower zone contains those whose vegetation is at a more advanced phase for which the fruits (such as tomatoes) are maturing.
This arrangement is an advantage since it is the youngest plants which require the greatest solar load, that is to say the best exposure to the sun's rays together with more favorable aeration. In fact the lower rows are partly in the shade of the upper rows and they are also less ventilated; finally the lower row is in the most rational position for harvesting and for collecting the fruit in suitable containers.
Experience has shown, for example, that it is advantageous to have the upper row at a height of approximately 1.70 meters above the ground, the middle row at approximately 1.10 meters and the lower row at approximately 0, 50 meter.
The seeds are advantageously germinated in the soil below or in the vicinity of the last lower row, allowing the plants to grow until the phase for which they have a lower system of roots and a few first branches or leaves. . In this way all the available space is used rationally.
Experience has shown that a diameter of 10 cm is ideal for tubular elements.
Irrigation is carried out intermittently with different distribution cycles of the liquid with periods of shutdown, all depending on the season (there is a difference between the summer and winter period, it being noted that the type of crop described is suitable for the whole year), depending on the humidity of the room and the temperature. A chronometric device triggers the irrigation and shutdown periods. One can advantageously implement such irrigation periods of three to five minutes, that is to say three to sixty times shorter than those off, the latter ranging from fifteen minutes during the hot hours of the day. day, up to eighteen minutes during the cold hours of the night.
The desired result is also obtained from the fact that all of the solution intensely permeates the root system of the plants without having to first impregnate unnecessary areas or surfaces. Although in hydroponic processes, nutrient liquid temperatures are recommended between 15 and 200 during the winter, and between 20 and 250 during the summer, experience has shown that in installations following the invention it was necessary to heat the liquid to a temperature of about 270.
It was also recognized good to provide tubular elements of about 5 meters in length, arranged one behind the other in a north-south orientation, at a spacing of for example 0.60 meter to provide service passages, these elements defining rows in a straight line of 20 meters.
Between two adjacent sets (each set comprising two series of elements in the manner illustrated in FIG. 1), there is provided a space the width of which may be, for example, slightly less than that which separates the rows formed by these sets.
In order to eliminate the inconveniences due to the germination of algae in the exposed parts exposed to light, experience has shown that it is necessary to run the liquid (solution containing suitable fertilizers, salts and other nutrients ) by means of closed and opaque tubes, made for example of plastic material, from which branch outlets made in the form of flexible pipes, also closed and opaque, and also of plastic material, such as those indicated in 17 in fig. 2. For the same reasons the tubular elements should also be black and opaque, although they may have a reflective surface at the bottom in order to increase the brightness for the lower plants.
The pipes are fed by pumps connected to suitable reservoirs in which the nutrient solution is prepared. In hydroponics where it is considered necessary to provide an amount of 15 liters of liquid or solution for each square meter of the system, which is equivalent to 2.1 liters per plant, with the method described and in the case of growing tomatoes , we can suggest to use an amount of 1.25 liters per plant with a density of 12 plants per square meter.
A suitable value for the slope of the tubular elements is 4% relative to the horizontal, in order to ensure the circulation of the liquid by gravity with sufficient slowness to allow it to impregnate and nourish the plants. The elements are supplied in parallel from a collector located to the north.
Maintaining the elastic lips against one another can advantageously be obtained by making them comprise an appropriate magnetic material.