Eau et plantes

L'eau est fondamentale pour le transport des substances dans l'organisme de la plante. Elle dissout les nutriments et les transporte là où la plante en a besoin. Elle peut également rafraichir la plante quand c'est nécessaire ou empêcher la température de chuter trop rapidement. En résumé, l'eau à une fonction de régulation thermique qui peut être utilisée par les cultivateurs pour augmenter la présence de CO2. Dans une scénario idéal, l'eau circule en continu à l'intérieur de la plante depuis les racines jusqu'aux feuilles d'où elle ressort de la plante sous forme de vapeur d'eau. Cela ne serait pas possible sans une tension de surface de l'eau significative, qui permet l'élévation capillaire, la transpiration et la flottabilité.

Absorption de l'eau

Les plantes de cannabis absorbent l'eau via leur système racinaire, principalement au travers de poils fins sur la surface des racines, nommés poils racinaires ou poils absorbants. Ils sont visibles à l'œil nu et le meilleur moment pour les observer est quand la graine germe sur du papier absorbant. Pour que les racines reçoivent suffisamment d'eau, il faut leur donner les meilleures conditions possibles: la bonne température et suffisamment d'oxygène. Si la température est trop basse ou trop élevée dans la région des racines, la capacité d'absorption de l'eau diminue. Avec des températures extrêmes, elle se bloque complètement. Pour le cannabis, la température idéale dans cette zone est de 21°C. Les parties au-dessus de la surface du sol poussent mieux avec un température autour de 25-28°C. Pour cette raison, il faut de temps en temps réduire la température dans la région racinaire. Cela arrive généralement quand on cultive avec un système où le substrat est réduit, comme en aéroponie ou dans certains systèmes hydroponiques. Les solutions nutritives peuvent atteindre jusqu'à 25°C dans ce type d'environnement qu'il faut dès lors rafraichir de temps en temps. Cependant, comme ces systèmes apportent également beaucoup d'oxygène, le coût du refroidissement en vaut la peine.

Des racines en bonne santé sont essentielles pour un bon régime d'eau et une récolte abondante. La plante de cannabis peut développer un système racinaire très riche quand il est dans de bonnes conditions. Les arrosages excessifs et les maladies des racines réduisent la capacité des racines à absorber l'eau et à transférer les nutriments vers les parties supérieures de la plante.     

Osmose dans les cellules de la plante.

Distribution de l'eau dans la plante

L'eau et les nutriments atteignent les autres parties de la plante par les racines. Deux phénomènes physiques ont un impact sur sa rapidité: la diffusion et l'osmose. La diffusion signifie que des particules originaires de parties où elles sont plus concentrées se déplacent spontanément vers d'autres parties où il y en a moins et y sont remplacées par de l'eau. Ce qui se passe ici est comme une répartition spontanée et égale des particules dans l'eau. Essayez d'imaginer votre plante comme un vase. Si vous mettez des nutriments solubles dans le fond et y versez de l'eau, grâce à la diffusion, la concentration de nutriments sera la même dans toutes les parties du vase. Les nutriments remontraient à la surface de l'eau. Cependant, ça c'est la théorie. En pratique, la diffusion n'est effective que sur une distance courte d'environ un centimètre. Cela signifie, quand dans les vraies conditions, la même concentration de nutriments ne se trouvera que sur une courte distance à partir de l'endroit où se trouvent les nutriments. Considérez cet exemple seulement comme une illustration de la diffusion.

L'osmose est un processus similaire à la diffusion mais il y a une autre joueur qui intervient: la membrane semi-perméable qui laisse passer l'eau mais pas les particules. Cela signifie que si vous mettez une membrane semi-perméable sur les nutriments de l'exemple précédent et y versez de l'eau, le résultat sera totalement différent. Les molécules d'eau vont pénétrer la membranes et atteindre les nutriments mais les particules de nutriments ne remonteront pas à la surface. En conséquence, le volume et la dilution vont augmenter en-dessous de la membrane et il y aura une légère perte d'eau. Cependant, aucun nutriment ne viendra enrichir l'eau au-dessus de la membrane. D'une certaine façon, les cellules des plantes forment un système osmotique avec une paroi cellulaire entièrement perméable, une membrane plasma semi-perméable et le cytoplasme. La membrane plasma laisse passer l'eau dans la vacuole quand le jus de la cellule est concentré. La vacuole grossit et poussent sur la paroi de la cellule. Ça s'appelle la pression turgide. Quand la vacuole est saturée d'eau, la plante a la compacité nécessaire. Si la turgidité est faible, les tiges et les feuilles ramollissent et la plante commence à faner.

Dans le cas mentionné plus haut, l'osmose est bénéfique pour la plante et fait la joie du cultivateur. Mais cela peut aussi être le contraire. Les cellules reçoivent l'eau par leur environnement interne qui contient des concentrations de substances plus élevées que l'environnement extérieur. Sinon, l'eau va couler hors des cellules et aura lieu ce qu'on appelle la plasmolyse, c'est-à-dire le flétrissement du protoplasme et sa séparation de la paroi cellulaire. Quand cela arrive, par exemple à cause d'un excès de sels minéraux dans le substrat, l'absorption d'eau va être fortement freinée à cause de la concentration trop élevée de l'environnement. L'eau va alors sortir de la plante.      

La majorité de l'eau est absorbée par les poils racinaires.

Transpiration

Pour le transport de l'eau sur de grandes distances, le cannabis utilise des vaisseaux sanguins et des cathéters. L'eau entre dans les vaisseaux de la tige et des branches au travers des racines jusqu'à atteindre les feuilles. De là, elle repart dans l'atmosphère. C'est le flux de la transpiration qui est causé principalement par la transpiration qui est l'évaporation de l'eau par les parties de la plante qui se trouvent au-dessus de la surface du sol et en partie par la flottabilité des racines, en outre de la tension de la surface de l'eau mentionnée plus haut. Malgré le fait que la transpiration est un mécanisme essentiel pour toutes les plantes, il ne consomme aucune énergie parce que l'évaporation est le résultat de l'exposition au soleil. L'eau peut sortir de la plante par son épiderme (transpiration cuticulaire). Les plantes ne peuvent pas contrôler ce processus. Cependant, la majorité de l'eau sort par des fentes spéciale: les stomates. On parle alors de transpiration stomatique qui, elle, peut être contrôlée par la plante par l'ouverture et la fermeture des stomates.

Les stomates sont les tissus de ventilation des plantes. Dans le cannabis et d'autres plantes dicotylédones, on les trouvent principalement au dos des feuilles. A cause de leur taille de 0,02 à 0,03 mm, on ne les voit pas à l'œil nu. Même s'ils sont tout petit et complétement ouverts, ils recouvrent environ 1% de la surface de la plante alors que 90% de l'eau absorbée ressort de la plante par là. Le stomate est formé par la division d'une cellule en deux cellules gardes entre lesquelles se forment un pore. L'ouverture et la fermeture des stomates dépend d'abord de la teneur en eau des cellules gardes. Quand les vacuoles des cellules sont remplies d'eau, le stomate s'ouvre. Quand la quantité d'eau diminue, le stomate se ferme. Mais pas seulement, l'ouverture et la fermeture des stomates peuvent également être influencées par d'autres acteurs: la concentration du potassium, la lumière, etc. En fait, c'est un processus très compliqué.

La vitesse de la transpiration dépend, entre autre, de la différence entre la pression de la vapeur à l'intérieur des feuilles et de son environnement extérieur (VPD). A l'intérieur de la feuille, l'eau sous la surface des feuilles se transforme en vapeur. Cela créé la pression mentionnée plus haut parce que la vapeur prend plus de place que l'eau. Le niveau de pression de la vapeur d'eau à l'intérieur de la feuille dépend également de sa température. La valeur de la pression VPD est déterminée par la température et l'humidité relative. On recommande les valeurs VPD suivantes pour une vitesse optimale de la transpiration. Pour les clones et les jeunes semis en croissance: 0.4-0.8 kPa. Pour la fin de la croissance et le début de la floraison: 0.8-1.2 kPa. Pour la seconde phase de floraison: 1.2-1.6 kPa.

Les plantes libèrent 98% de l'eau qu'elles absorbent via le flux de transpiration et consomment les 2% restant. Ce processus fournit les cellules en eau afin de maintenir leur turgidité ainsi que le transport de nutriments des racines aux feuilles, une régulation thermique et du CO2 qui entre dans plante par les stomates ouverts. Ce sont les 4 raisons (mais pas uniquement) pour lesquelles il faut soutenir le processus de transpiration à tous les stades de la croissance. Il fait partie intégrante de la photosynthèse. Si l'eau diminue dans les feuilles, les stomates se ferment et l'absorption de CO2 diminue significativement. Ce manque d'eau affecte négativement la croissance des plantes et, bien sûr, la récolte. Quand la plante est surchauffée, les stomates s'ouvrent pour accélérer la transpiration et rafraichir la plante. Ce principe est appliqué dans les locaux de culture fermé pour enrichir l'air en dioxyde de carbone – la température est maintenue légèrement au-dessus de 30°C.         

Stomate ouvert et fermé.

Flottabilité des racines

La transpiration rend possible un transport d'eau rapide et énergétiquement efficace dans toute la plante. Au contraire, la flottabilité des racines consomme beaucoup d'énergie et est un moyen très lent pour amener l'eau des racines jusqu'aux parties supérieures de vos plantes. Elles l'utilisent quand il y a trop peu ou pas de transpiration. Cela peut arriver quand l'humidité relative de l'environnement est de 100% ou pendant la nuit, quand les feuilles ne sont pas réchauffées par les lampes ou le soleil. La flottabilité des racines joue un rôle important pendant le développement des premières feuilles de semis récemment germés.

Résumé

Dans des conditions idéales,  l'équilibre entre l'absorption et l'évaporation de l'eau est maintenu. Il y a deux raisons pour lesquelles une plante peut manquer d'eau: des arrosages insuffisants (manque d'eau) ou une évaporation excessive (déficience). Ces deux situations font faner la plante. Même si la plante reprend sa forme originale quand l'eau a retrouvé son équilibre, elle restera affectée. Le cannabis est très sensible au manque d'eau pendant toute sa croissance et le début de la floraison. Les plantes en bonne santé poussent plus vite à cette période. Par contre, à la fin de la floraison, il est possible de faire augmenter sa production en créant un léger manque d'eau mais il faut faire très attention.

L'eau étant d'une importance cruciale pour les plantes, les cultivateurs doivent faire très attention à sa qualité, surtout lorsqu'ils cultivent en hydroponie ou aéroponie ou encore en serre ou dans un espace fermé. La filtration de l'eau pour de petits espaces n'est pas très chère.