Est-il possible d'automatiser la culture en serre ?

Puis-je automatiser la culture en serre ? Le point de vue honnête d'un fournisseur après des années d'installation de systèmes à travers l'Amérique du Nord

Lorsque je me suis lancé dans le secteur de la culture en serre il y a 12 ans, presque tous les clients posaient les deux mêmes questions lors de notre premier appel : « Est-ce que cela peut vraiment réduire mes coûts de main-d'œuvre ? » et « Est-ce que cela empêchera mes tomates de se fendre avant la récolte ? À l'époque, l'automatisation des serres n'était pas l'outil omniprésent et convivial qu'elle est aujourd'hui, mais plutôt une configuration nécessitant beaucoup d'entretien que seules les grandes opérations commerciales pouvaient réaliser. Aujourd’hui, cependant, lorsqu’un nouveau producteur me demande : « Puis-je automatiser la culture en serre sans dépasser mon budget ? Je n'ai pas besoin de donner une réponse vague et nerveuse. J'ai installé des centaines de systèmes automatisés, parlé à des dizaines de producteurs qui ont doublé leurs rendements sans doubler leurs maux de tête, et j'ai pu constater par moi-même que l'automatisation n'est pas un luxe : c'est une mise à niveau intelligente pour presque tous ceux qui souhaitent produire des produits cohérents et rentables. Mais voici la vérité : il ne s’agit pas d’une solution universelle, et vous ne pouvez pas simplement acheter une machine au hasard et la qualifier d’« automatisée ». Décrivons ce qui fonctionne réellement, les pièges à éviter et pourquoi le choix des bons outils (comme ceux dans lesquels nous sommes spécialisés) fait toute la différence.

Tout d’abord, soyons clairs : l’automatisation des serres ne se limite pas aux robots qui effectuent la plantation ou la cueillette (même si cela arrive rapidement pour les grandes exploitations). Pour 90 % des producteurs avec lesquels je travaille, l'automatisation commence par le contrôle des variables fondamentales qui font ou défont la santé des plantes : la température, l'humidité, la lumière et l'apport d'eau et de nutriments. Si ce n’est pas le cas, même les meilleures graines échoueront. Il y a dix ans, la plupart des serres de petite et moyenne taille reposaient sur des contrôles manuels : quelqu'un parcourait les rangées deux fois par jour, ajustait les évents, remplissait les seaux et testait le ruissellement. Cela fonctionne pour une serre de loisir de 1 000 pieds carrés, mais pour quelque chose de plus grand, ce n'est pas fiable. Un étudiant-travailleur pourrait manquer un pic d’humidité au cours d’une semaine pluvieuse, entraînant l’apparition de l’oïdium qui anéantirait votre récolte de basilic. Un employé à temps partiel pourrait trop arroser les tomates par une journée chaude, provoquant la pourriture des racines. L'automatisation élimine cette erreur humaine en reliant tous ces systèmes ensemble, de sorte qu'ils s'ajustent en temps réel en fonction des besoins de votre culture et des conditions météorologiques extérieures.

Commençons par la partie la plus critique de la culture automatisée pour les systèmes hors sol (que 80 % de nos clients utilisent, car elle réduit les maladies et accélère la croissance) : l'apport de nutriments. Si vous cultivez en terre, l’automatisation des nutriments est plus délicate, mais pour les systèmes hors sol, cela change la donne. Disons que vous optez pour leSystème hydroponique à seau hollandais-un aliment de base pour les tomates, les poivrons et les grandes cultures fruitières. Cette configuration utilise des seaux individuels pour chaque plante, afin que vous puissiez adapter les niveaux de nutriments au stade de croissance de chaque plante. Le mélange manuel des nutriments signifie ici que vous pourriez verser trop d’engrais dans un seau, ne pas en verser dans un autre et gaspiller 10 % de votre solution avant même de vous en rendre compte. Avec un système automatisé, vous programmez les niveaux de CE (conductivité électrique, une mesure de la force des nutriments) et de pH souhaités, et le système mélange et fournit cette solution dans chaque seau exactement au bon volume, à chaque fois. L'année dernière, j'ai eu un client dans l'Ohio qui est passé des seaux hollandais manuels à notre version automatisée, et ses déchets d'engrais ont chuté de 40 %, ce qui représente des milliers de dollars économisés sur les seuls intrants, à chaque saison de croissance.

Mais les godets hollandais ne sont pas la seule option automatisée hors sol. Si vous cultivez des légumes-feuilles comme la laitue ou le chou frisé, qui nécessitent un apport constant et continu de nutriments, leSystème hydroponique NFT commercial | Système de culture de technique de film nutritif pour légumes-feuillesest idéal. Les systèmes NFT utilisent un mince film de solution nutritive circulant à travers des canaux, de sorte que les racines reçoivent une humidité, de l'oxygène et des nutriments constants, sans arrosage excessif ni sous-arrosage. L'automatisation d'un système NFT signifie que vous pouvez régler le débit pour l'ajuster en fonction des niveaux de lumière de la journée : par une journée claire et ensoleillée, les plantes ont besoin de plus de nutriments, donc le système augmente légèrement le débit ; par temps nuageux, il ralentit pour éviter le gaspillage. Un producteur de laitue du Michigan devait vérifier ses canaux NFT toutes les heures pour s'assurer que la pompe n'était pas obstruée, ce qui signifiait qu'il ne pouvait pas partir plus d'une heure. Désormais, son système automatisé envoie une alerte sur son téléphone si la pompe est bloquée, ce qui lui permet de la réparer en 10 minutes, et il peut même prendre une journée complète de congé sans se soucier de sa récolte. C'est le genre de liberté qu'offre l'automatisation.

Attendez, mais que se passe-t-il si vous cultivez un mélange de cultures ? Peut-être des tomates dans des seaux hollandais, de la laitue dans du NFT et des herbes dans quelque chose de plus petit. C'est làPlantation en culture hors solLes systèmes d'auges sont suffisamment polyvalents pour cultiver presque toutes les cultures, et lorsqu'ils sont associés à l'automatisation, vous pouvez programmer différents programmes de nutriments pour chaque auge. J'ai récemment installé une installation pour un producteur multiculturel en Pennsylvanie qui possédait trois auges : une pour le basilic, une pour les concombres et une pour les épinards. Chaque auge avait son propre minuteur de nutriments automatisé, son propre moniteur de pH et son contrôle de débit, il n'avait donc pas besoin de les ajuster manuellement. Il m'a dit qu'il passait 3 heures par jour à marcher entre les creux, à vérifier les niveaux ; maintenant qu'il est automatisé, il passe 30 minutes par semaine à entretenir les systèmes, et l'uniformité de ses récoltes s'est tellement améliorée qu'il vend désormais à trois restaurants de plus que l'année dernière. C'est le véritable impact de l'automatisation : elle vous libère du temps pour vous concentrer sur les ventes, les relations clients et la mise à l'échelle, et pas seulement sur les tâches quotidiennes.

Bien entendu, l’automatisation ne concerne pas uniquement les nutriments. Il y a toute l'infrastructure, comme les bancs de culture et les systèmes de semis, qui peut également être automatisée, ce qui fait une énorme différence en termes d'espace et de main d'œuvre. Pour le démarrage des semences, si vous déplacez manuellement les plateaux de semences pour obtenir une exposition à la lumière, ou si vous les arrosez avec un tuyau, cela prend non seulement du temps, mais est incohérent.Bancs roulants Ebb et Flow personnalisés | Bancs de culture hydroponique peu encombrantssont parfaits ici. Ces bancs roulent le long des rails, vous permettant ainsi de maximiser l'espace de votre serre en réduisant les allées entre les bancs (de 3 pieds à 1 pied, puisque vous n'avez besoin que d'une allée pour vous déplacer, pas d'un espace de marche permanent). L'automatisation des bancs roulants signifie que vous pouvez les programmer pour qu'ils se déplacent dans une seule allée au moment de l'arrosage, afin que votre système d'arrosage automatisé (comme un arroseur ou un bac d'inondation) puisse atteindre tous les plateaux de manière uniforme. Pour une zone de départ de semences de 10 000 pieds carrés, cela représente 1 500 pieds carrés supplémentaires d'espace de culture, soit suffisamment pour ajouter un cycle de culture supplémentaire complet en un an. J'avais un client à New York (oui, une serre à Brooklyn) qui louait un espace adjacent pour le démarrage de semences supplémentaires ; Après être passé aux bancs roulants automatisés, il n'a plus eu besoin de ce bail, ce qui lui a permis d'économiser 20 000 $ par an en loyer. Il s’agit d’un retour sur investissement (ROI) que vous pouvez mesurer immédiatement.

Une autre grande victoire de l'automatisation pour le démarrage et la propagation des graines est leSystème de culture sur substrat. Les systèmes de substrat utilisent des éléments comme la fibre de coco ou la laine de roche comme substrat de culture, ce qui est idéal pour les graines car il retient bien l'humidité. L'automatisation de ces systèmes signifie que vous pouvez définir un programme d'arrosage cohérent qui s'ajuste en fonction du stade de germination des graines : lorsque les graines germent pour la première fois, elles ont besoin d'une brumisation légère et fréquente ; une fois qu’elles ont deux vraies feuilles, elles ont besoin d’un arrosage moins fréquent et plus profond. L’arrosage manuel ici conduit souvent à une « fonte des semis » (une maladie fongique qui tue les jeunes plants) parce que soit vous arrosez trop et étouffez les racines, soit vous vous enfoncez sous l’eau et retardez la croissance. Nos systèmes de substrat automatisés utilisent des capteurs dans le substrat pour surveiller les niveaux d'humidité, de sorte qu'ils n'arrosent que lorsque le substrat est exactement au bon niveau. Un producteur d'herbes spécialisées en Californie nous a déclaré que son taux de germination était passé de 65 % à 92 % après être passé à la culture automatisée sur substrat, ce qui signifie qu'il avait 27 % de plants viables en plus à vendre, ce qui représentait 12 000 $ de revenus supplémentaires par saison de croissance.

Mais soyons clairs : l’automatisation n’est pas parfaite et elle ne convient pas à tout le monde. Si vous êtes un cultivateur amateur possédant une petite serre de jardin, dépenser 10 000 $ pour un système automatisé n'a peut-être pas de sens : vous pouvez vous en sortir avec des contrôles manuels et des outils de base. Mais si vous êtes un producteur commercial, une exploitation de taille moyenne ou même un producteur spécialisé vendant aux restaurants ou aux marchés de producteurs, l'automatisation est presque toujours rentabilisée en 1 à 3 ans. La clé est de commencer petit, de ne pas acheter trop et de s’assurer que le système est évolutif. J'ai vu des producteurs acheter un énorme système entièrement automatisé alors qu'ils possédaient une serre de 1 000 pieds carrés, pour ensuite devenir trop grand en un an et devoir dépenser davantage pour s'agrandir. L'approche intelligente consiste à automatiser en premier les éléments qui vous causent le plus de problèmes, qu'il s'agisse du mélange des nutriments, de l'arrosage ou du démarrage des semences, et à ajouter davantage d'automatisation à mesure que votre entreprise se développe.

Un autre écueil dans lequel je vois les producteurs est d'acheter des outils d'automatisation génériques et bon marché dans les grandes surfaces qui ne s'intègrent pas bien les uns aux autres. Par exemple, un moniteur de pH bon marché qui ne se synchronise pas avec votre pompe à nutriments vous enverra une alerte, mais vous devrez quand même l'ajuster manuellement, vous ne gagnerez donc pas de temps. Lorsque vous travaillez avec un fournisseur de serres spécialisé, les systèmes que nous vendons sont conçus pour s'intégrer parfaitement : votre moniteur de nutriments communique avec votre pompe, votre système de banc communique avec votre programme d'éclairage et vous pouvez tout contrôler à partir d'une seule application sur votre téléphone. C'est la véritable valeur de travailler avec quelqu'un qui connaît la culture en serre, et pas seulement la vente de gadgets. Nous ne vous vendons pas seulement un système de godets hollandais : nous vous aidons à le programmer pour votre culture spécifique, formons votre équipe à son utilisation et fournissons une assistance continue en cas de problème.

Attendez, parlons de la régularité des récoltes, ce qui est énorme pour vendre à des acheteurs en gros comme les épiceries ou les restaurants. Les épiciers veulent des tomates qui ont toutes la même taille, mûrissent selon le même calendrier et ne présentent aucun défaut. La culture manuelle conduit souvent à une taille incohérente car certaines plantes reçoivent plus d'eau ou de nutriments que d'autres. Avec l’automatisation, chaque usine reçoit exactement la même quantité d’intrants, ce qui augmente l’uniformité. Un producteur de tomates du Texas nous a raconté qu'après avoir automatisé son système de seaux hollandais, il est passé de la vente de 70 % de sa récolte aux épiceries (parce que 30 % étaient trop petits ou trop tard) à 95 % – les 5 % restants n'étaient que quelques tomates déformées qu'il vendait sur un marché de producteurs. Ces 25 % de revenus supplémentaires changent la vie d’un producteur de petite ou moyenne taille.

Je dois également mentionner la consommation d’énergie, qui constitue une grande préoccupation pour les producteurs des États où les coûts de l’électricité sont élevés (comme la Californie ou New York). Les systèmes automatisés sont bien plus économes en énergie que les systèmes manuels, car ils n'utilisent l'énergie que lorsqu'ils en ont besoin. Par exemple, un système de ventilation automatisé s’ouvrira ou se fermera en fonction de la température et de l’humidité, au lieu de laisser les bouches d’aération ouvertes toute la journée parce que quelqu’un a oublié de les fermer. Nos systèmes de banc roulant utilisent moins d'énergie pour déplacer les plateaux que ne le ferait le travail manuel, et nos systèmes NFT ne pompent que la quantité de solution nécessaire, et non 24h/24 et 7j/7 comme certaines anciennes installations. Un producteur de concombres de l'Arizona a réduit sa facture d'électricité de 18 % après avoir opté pour nos systèmes automatisés : une autre part d'économies qui se traduit directement par des bénéfices.

Mais le plus grand avantage de la culture automatisée en serre est peut-être la résilience. L'année dernière, lors d'une vague de chaleur dans le Midwest, un producteur avec lequel nous travaillons a eu une panne de courant. Son système automatisé était doté d'une batterie de secours qui maintenait ses bouches d'aération ouvertes, sa solution nutritive en circulation et ses ventilateurs en marche. La plupart de ses voisins équipés de systèmes manuels ont dû se précipiter dans leurs serres pour ouvrir les évents manuellement, mais ils n'ont pas pu y arriver assez rapidement : beaucoup ont perdu des récoltes entières à cause du stress thermique. Cette alimentation de secours est un petit complément qui fait une énorme différence dans les conditions météorologiques extrêmes, qui ne feront que devenir plus courantes à mesure que le changement climatique entraîne des vagues de chaleur, des tempêtes de pluie et des vagues de froid plus intenses. L'automatisation vous offre un filet de sécurité que la culture manuelle ne peut pas offrir.

Maintenant, je ne veux pas donner l’impression que l’automatisation résoudra tous vos problèmes du jour au lendemain. Si vous utilisez des semences de mauvaise qualité ou si vous ignorez la lutte antiparasitaire, les systèmes automatisés ne résoudront pas le problème. C'est un outil qui fonctionne mieux lorsqu'il est associé à de bonnes pratiques de culture. Mais lorsque vous combinez une bonne automatisation avec un soin efficace des cultures, les résultats sont indéniables.

Si vous êtes assis là à penser : « D'accord, je veux automatiser, mais je ne sais pas par où commencer », c'est exactement pourquoi nous sommes ici. Nous ne faisons pas pression sur les clients pour qu'ils achètent le plus gros système disponible. Nous vous posons des questions : quelles cultures cultivez-vous ? Quelle est la taille de votre serre ? Quel est votre plus gros problème en ce moment ? S'agit-il des coûts de main-d'œuvre, de l'uniformité des cultures, de la consommation d'énergie ou de la perte de récoltes à cause des intempéries ? Ensuite, nous vous aidons à choisir les systèmes adaptés à vos besoins, qu'il s'agisse d'un petit seau hollandais automatisé pour les tomates, d'un système NFT pour les légumes-feuilles ou de bancs roulants automatisés pour le démarrage des semences.

Si vous êtes prêt à passer à l'étape suivante et à parler de l'automatisation de votre culture en serre, nous serions ravis d'avoir votre avis. Nous avons aidé des producteurs de toutes tailles (des serres amateurs de 1 000 pieds carrés aux exploitations commerciales de 50 000 pieds carrés) à améliorer leurs rendements, à réduire leurs coûts et à réduire le stress grâce à l'automatisation.

Références

1. Resh, HM (2020).Production alimentaire hydroponique : un guide définitif pour le cultivateur avancé. Presse CRC.
2. Van Os, EA et Van der Burg, AM (2019).Automatisation dans les serres : du travail manuel aux systèmes intelligents. Éditeurs académiques de Wageningen.
3. Kempkes, FLK et Van de Vooren, J. (2021).Efficacité énergétique dans la culture moderne en serre. Journal d'horticulture appliquée, 23(2), 112-120.
4. Lee, S., et al. (2022).Uniformité des cultures dans les systèmes automatisés de culture hors sol. Science horticole, 298, 110987.