La culture hydroponique est considérée actuellement comme une pratique moderne, mais la culture des plantes dans des conteneurs par-dessus du sol a été tentée à différentes époques à travers l’histoire.

Les peintures murales trouvées dans le temple de Deir el Bahari semblent être le premier cas documenté de plantes cultivées en conteneur (Naville, 1913).

Les arbres matures étaient transférés de leur pays d’origine vers le palais du roi et ensuite cultivés en culture hors-sol lorsque les sols locaux n’étaient pas adaptés pour la plante. Beaucoup d’anciennes civilisations ont utilisé la culture hors-sol pour leurs productions agricoles.

Dans les dessins hiéroglyphiques égyptiens remontant à plusieurs centaines d’années avant J-C montre la culture des plantes dans l’eau. Les jardins Aztèques flottants utilisés pour certaines cultures. Le jardin suspendu de Babylone est aussi un bon exemple de la culture hors-sol.

La publication la plus ancienne sur la culture hors-sol était le livre Sylva Sylvarum publié en 1627 par Francis Bacon ; et après cela, la culture de l’eau est devenue une technique de recherche populaire. En 1699, John Woodward a publié ses expériences de la culture de l’eau avec la menthe verte. En 1859-1860, les découvertes des botanistes allemands Julius von Sachs et Wilhelm Knop ont abouti à un développement de la technique de la culture hors-sol. Cette technique de culture est devenue rapidement un standard de la recherche et de l’enseignement qui est encore largement utilisé et considéré actuellement comme un type de la culture hydroponique. En 1929, William Frederick Gerick Berkeley a fait publiquement la promotion de cette culture comme solution utilisée pour la production agricole. Gerick a fait pousser des tomates à vingt-cinq pieds de haut dans des solutions nutritives minérales plutôt que le sol. Il a aussi inventé le terme de la culture hydroponique en 1937 pour la culture des plantes dans l’eau (du grec hydro,«eau», et ponos, «travail»). Un des premiers succès de la culture hydroponique a eu lieu à Wake Island où la culture hydroponique était utilisée pour cultiver des légumes pour les passagers. Dans les années 1960, Allen Cooper en Angleterre a développé la technique du film des éléments nutritifs. Le terrain du Pavillon à Epcot Center de Walt Disney World a ouvert en 1982 et figure en bonne place parmi les différents types des techniques hydroponiques.

Durant les années 1960 et 70, les fermes commerciales de la culture hydroponique ont été développées à Abu Dhabi, en Arizona, Belgique, Californie, Danemark, Allemagne, Hollande, Iran, Italie, Japon, la Fédération de Russie et d’autres pays. Au cours des années 1980, de nombreuses fermes hydroponiques automatisées et informatisées ont été établies dans le monde entier. Au cours des dernières décennies, la NASA a effectué des recherches approfondies en hydroponie pour leur système contrôlé de soutien à la vie écologique ou CELSS.

L’agriculture hors sol ou culture hydroponique, est la culture de plantes réalisée sur substrat neutre et inerte (ex : fibre de coco, billes d'argile, laine de roche etc). Le substrat est régulièrement irrigué d'un courant de solution qui apporte les sels minéraux et nutriments essentiels à la plante. La culture hydroponique est très présente en horticulture et dans la culture forcée de certains fruits et légumes. Elle permet d'accélérer le processus de maturation des fruits grâce à un rythme nycthéméral plus rapide et permet plusieurs récoltes par an.

La culture en terre est la méthode la plus conventionnelle des deux. C’est à vrai dire celle que la nature utilise. Dans les faits, cela veut dire que l’éleveurs a moins de facteurs à contrôler car la terre fait la majorité du travail. Les nutriments qui sont présents naturellement aident à maintenir les niveaux de pH dans la plante. On peut aussi ajouter ces nutriments à la terre soi-même, celle-ci agissant alors comme un tampon à pH pour la plante. En fonction de ce qu’on fait pousser, le goût de la plante peut être un facteur.

En contraste, les systèmes hydroponiques n’utilisent pas du tout de terre, mais bien de l’eau comme le nom l’indique. Les racines de la plante sont suspendues dans une solution liquide contenant un mélange équilibré des nutriments nécessaires à sa bonne pousse. On a donc en contrôle accru des nutriments, que la plante n’a pas à chercher car ils viennent directement à elle une forme hautement soluble. On appelle cela la technique du filtre nutritif. Il existe d’autres méthodes pour mettre en place un système hydroponique, où les plantes ne sont pas simplement suspendues dans l’eau sans milieu de croissance (du sable, du gravier, ou de la fibre de noix de coco par exemple). Le choix du milieu de croissance, si on utilise cette méthode, dépend de ce qu’on fait pousser. En lui-même il ne fournit aucun nutriment à la plante, car c’est l’égouttement hydroponique qui contrôle le pH et le niveau de nutriments de la plante.

•   La culture hydroponique permet également une automatisation de la culture température, éclairage, contrôle du pH et de la concentration en éléments nutritifs du liquide, ventilation. En raison de son potentiel de productivité, elle permet d’obtenir d’excellents résultats tout en faisant des économies d'eau.
•   Cette technique permet de faire pousser des végétaux tout en leur permettant d'exprimer tout leur potentiel génétique.

La germination, la base de toute production Le processus de germination, dans la conception courante, est le passage de la graine en repos à la jeune plantule. Du point de vue de la physiologie végétale, la germination stricto sensu débute avec la réhydratation de la graine et cesse dès que la radicule (1er racine) a percé l’enveloppe de la graine. Les étapes ultérieures d’émergence des feuilles, sont des étapes de croissance.

La germination se fait sous l'influence de trois facteurs essentiels : l'eau, la chaleur et l'oxygène. La première étape de la germination est l’absorption d’eau et la réhydratation des tissus de la graine par le processus d’imbibition (Hopkins, 2003). L'eau, pénétrant par capillarité et endosmose dans la graine, dissout les substances solubles qu'elle contient et qui nourrissent l'embryon de la future plante. La germination génère une transformation physicochimique s'accompagnant de phénomènes physiologiques très complexes, en particulier la synthèse d'enzymes, qui activent les réactions métaboliques et confèrent aux graines germées ses propriétés nutritionnelles. Les enzymes transforment l'amidon en sucres simples, assimilables, permettent la synthèse de nombreuses vitamines (A, B, C), transforment les protéines en acides aminés, permettent la synthèse d'acides aminés non présents dans la graine à l'état sec, transforment les graisses et acides gras, libèrent des minéraux en substances assimilables accessibles aux sucs digestifs.

La graine augmente de volume, se ramollit. La rupture des enveloppes se produit et la radicule émerge. Tant que la radicule ne s'est pas allongée, la semence peut être déshydratée sans dommage. Mais si la croissance a commencé, la déshydratation entraîne sa mort ; le début de la croissance de la radicule marque donc le passage d'un état réversible à un état irréversible. L’émergence de la radicule est suivie de l’allongement de l’axe caulinaire et le développement des premières feuilles.

Ce processus est plus ou moins long, selon l’espèce. Chez l’orge, une fois la graine réhydratée, les racines apparaissent en 24 heures. Au bout de 2-3 jours, les premières feuilles émergent. Au 4e jour, le développement racinaire permet l'assimilation minérale. Au 5e jour, la photosynthèse est activée. (Maëva Miralles_Brunean ; et al ;2015)

1 kg d’orge donne 5,84 kg d’orge germée à 6 jours. Évidemment, le grain ayant absorbé l’eau pour germer, la teneur en eau de l’orge germée est beaucoup plus importante (11,5 % de matière sèche) que celle de l’orge en grain (89 % de matière sèche).

De ce fait la germination se traduit par une perte de l’ordre de 20-25 % de la matière sèche, c’est-à-dire des éléments nutritifs ce qui est normal puisque la plantule a utilisé les réserves du grain pour ses propres synthèses.

Durant la germination, la composition chimique du produit évolue. L’amidon du grain est transformé en sucres solubles employés par la plantule pour sa respiration et pour la synthèse de ses tissus. La teneur en cellulose augmente donc de façon très importante. Les teneurs en cendres et en matières azotées augmentent mais il ne s’agit pas d’une augmentation de quantité mais simplement de l’effet relatif de la disparition des autres constituants. (Anne. C.et François (2013)

 Source : BOULECHFAR Boutheina - Science biologie - LA CULTURE HYDROPONIQUE DE L’ORGE - Université des Frères Mentouri Constantine Mémoire du 28 Juin 2018