Calcul des nutriments

La gamme de produits destinés à la culture du cannabis s'est étendue de manière exponentielle ces dernières années. Tout growshop bien fourni propose des dizaines de produits conçus pour tous les types de systèmes de culture ainsi que pour compléter les engrais traditionnels pendant les différentes phases du cycle de vie de la plante.

La gamme de produits destinés à la culture du cannabis s'est étendue de manière exponentielle ces dernières années. Tout growshop bien fourni propose des dizaines de produits conçus pour tous les types de systèmes de culture ainsi que pour compléter les engrais traditionnels pendant les différentes phases du cycle de vie de la plante.

L'étiquette d'un engrais NPK de Canna qui comprend la teneur élémentaire de chaque nutriment.
Si le cultivateur choisit tous les produits de la même marque, il peut suivre le plan de culture indiqué par le fabricant et ne devrait pas rencontrer de problème. Néanmoins, s'il mélange les produits de différentes marques, les choses se compliquent. Tous les fabricants ne composent pas leurs produits de la même façon. Par exemple, il y a des stimulants pour floraison dont la composition est très différente. 

Tandis que certains contiennent seulement du phosphore et du potassium, d'autres contiennent des acides aminés, des hydrates de carbone ou des enzymes, avec ou sans phosphore et potassium. Evidemment, la quantité de phosphore et de potassium dans la solution finale sera également très différentes selon qu'on utilise un ou deux produits sauf si l'on compense en réduisant ou en augmentant la quantité des autres fertilisants. Si on les applique sans tenir compte des nutriments qu'ils contiennent, on risque de surfertiliser les plantes. Dans cet article, nous allons apprendre à calculer la quantité totale de chaque nutriment contenu dans la solution d'arrosage après y avoir ajouté tous les engrais et comment les ajuster à nos besoins.

Etiquette de GHE Flora Series Grow.

Les cultivateurs de cannabis, et en particulier ceux d'intérieur, sont familiarisés avec le concept de conductivité électrique (EC) et savent que la quantité totale de sels dans la solution nutritive ne doit pas dépasser certaines limites pour éviter de brûler les racines. A part cela, on connaît peu la quantité réelle de chaque élément que reçoivent les plantes. Il n'est cependant pas difficile d'obtenir ces données grâce à quelques calculs assez simples à partir des informations qui se trouvent sur l'étiquette de chaque engrais. Un cultivateur qui connaît avec précision ce que reçoivent ses plantes est en bien meilleure position au moment de perfectionner sa technique de culture et la productivité de ses plantes.

On peut obtenir de grandes têtes avec des engrais très différents.

Dans les cultures en terre où le substrat contient et amasse une partie des nutriments, ces informations peuvent s'avérer moins utiles car les plantes pourront toujours avoir recours aux réserves contenues dans le sol. Cependant, dans d'autres types de culture comme l'hydroponie et l'aéroponie dont les substrats ne contiennent aucun nutriment ou très peu, comme c'est le cas pour la fibre de coco ou les substrats à base de tourbe, la totalité des nutriments est apportée par le cultivateur, et si possible, au moment précis où ils sont nécessaires.

Quand on ajoute des produits différents à l'eau d'arrosage, chacun avec des nutriments est en concentration différente, les quantités de chaque élément s'additionnent et il est très utile de connaître la valeur finale de chacun d'eux. De fait, le seul moyen de comparer une solution nutritive qui mélange différents produits avec une autre est de calculer la composition finale de chacune. C'est seulement ainsi que nous saurons quelle quantité de chacun des minéraux les plantes reçoivent, et le plus important, quelle proportion elles enferment.

Que nécessitent les plantes?

La diversité des marques et des types d'engrais spécifiquement conçus pour le cannabis contraste avec le peu de choses que l'on sait sur quelle quantité de chaque nutriment dont la marijuana a réellement besoin pour pousser en bonne santé et développer de belles têtes. Même si il y a eu des études sur les besoins du cannabis industriel pour obtenir des fibres ou des graines, on a peu étudié l'aspect psychoactif du cannabis à cause de la prohibition.

En ajoutant divers produits distincts, on augmente le risque de surfertilisation des plantes.

Peu d'auteurs se sont aventurés à publier les besoins nutritifs concrets pour chaque phase du cycle de culture à part pour recommander des engrais riches en azote pour la croissance et l'augmentation du phosphore et du potassium pendant la floraison. Nous avons trouvé deux livres dans lesquels il est recommandé d'utiliser certaines quantités de nutriments plus ou moins concrètes et nous publions ces données pour montrer qu'il n'y a pas de consensus clair sur le sujet.

Les chiffres recommandés sont en parts par million (ppm) de chaque minéral dans sa forme d'élément. Nous avons calculé le taux moyen de nutriments recommandés en prenant comme référence une valeur de 10 pour l'azote, afin de montrer clairement les différences entre les différentes recommandations. Ce taux reflète la proportion entre les différents nutriments les plus importants mais ne doit pas être interprété en ppm. La proportion entre les différents nutriments est plus importante que la quantité absolue de chacun d'eux. On peut toujours utiliser des doses supérieures ou inférieures à celles indiquées par le fabricant pour augmenter ou réduire la quantité de nutriments.

Tableau 1Phase de la culture

N

P

K

Mg

Taux moyen N-P-K-Mg

Deux premières semaines

60-100 ppm

30-50 ppm

100-180 ppm

30-50 ppm

10 - 5 - 18 - 5

Croissance

250-350 ppm

70-90 ppm

150-250 ppm

50-60 ppm

10 - 3 - 7 - 2

Floraison

40-100 ppm

70-100 ppm

100-200 ppm

30-60 ppm

10 - 12 - 21 - 6

Données tirées de Marihuana Grower’s Insider’s Guide de Mel Frank, 1993, Red Eye Press

En tenant compte des différences entre ces deux recommandations et celles des différents fabricants d'engrais pour cannabis, il parait évident qu'on peut obtenir de bons résultats avec des concentrations et des proportions de nutriments très différentes. Il y a des engrais qui s'utilisent durant toute la durée de vie de la plante, de la naissance à la récolte, on en change seulement les doses pour maintenir un taux de nutriments constant. D'autre part, il y a aussi des plans de culture qui font varier la proportion entre les différents nutriments jusqu'à cinq à six fois au long du cycle de culture mais qui cependant ne produisent pas toujours de bons résultats.

Au fil des ans, j'ai utilisé de nombreuses sortes et marques d'engrais génériques ou spécifiquement conçu pour le cannabis et j'ai réussi à obtenir de bons résultats avec quasi tous après un certain temps d'apprentissage. Après avoir observé de nombreuses cultures et récoltes, je suis arrivé à la conclusion qu'il n'y a pas qu'un seul chemin qui est le bon pour alimenter les plantes. Et s'il existe, il ne se montre clairement que quand tous les autres facteurs (température, humidité, fréquence de l'arrosage, éclairage, etc) sont également optimaux. Il ne faut pas non plus oublier que les plantes, comme les animaux, sont capables d'amasser des nutriments pour les utiliser plus tard, ce qui pourrait expliquer les bons résultats qu'on obtient avec tant d'engrais différents.

Les étiquettes des engrais

Les étiquettes des engrais doivent, d'après la loi, indiquer leur teneur en azote, phosphore et potassium, ainsi que les autres nutriments qu'ils contiennent. L'étiquette des engrais indique le pourcentage de chaque élément même si souvent, il ne s'agit pas de la forme pure mais de concentrations d'un sel dont l'élément fait partie. Par exemple, l'azote reflète la quantité totale de N élémentaire alors que la teneur en phosphore s'exprime généralement en pourcentage de pentoxyde de phosphore (P2O5) et le potassium en oxyde de potassium (K2O). C'est pour cela qu'il faut appliquer un facteur de conversion pour trouver le pourcentage du phosphore et du potassium élémentaires.

Si un engrais contient 10% de P2O5, la quantité de phosphore élémentaire sera logiquement réduite car parmi les 7 atomes que contient le pentoxyde de phosphore, deux sont du phosphore et les cinq autres de l'oxygène. De fait, 44% du poids correspond au phosphore (P). Mais comment obtient-on ce numéro? Comment pouvons-nous savoir quelle partie de ces 10% de P2O5 est du phosphore? Pour le savoir, il faut calculer le poids des molécules de pentoxyde de phosphore et quelle partie de cette masse correspond au phosphore élémentaire. L'explication de ces calculs se trouve plus bas mais pour ceux que ça n'intéresse pas, les résultats se voient directement sur le tableau 4.

Calcul de la masse moléculaire d'une formule

Même si cela peut paraître comme une opération compliquée, il est très facile de calculer la masse moléculaire de n'importe quelle formule. Il suffit de substituer les symboles des éléments par leur poids atomique et les multiplier par leurs indices qui indiquent le nombre d'atomes de chaque élément. Le Tableau 3 montre la masse atomique des éléments les plus courants sur les étiquettes d'engrais.

Par exemple, pour connaître la masse moléculaire du pentoxyde de phosphore (P2O5), il faut remplacer P par la masse atomique du phosphore (31) et O par celle de l'oxygène (16) et les multiplier par leurs indices: P2O5 = (31x2) + (16x5) = (62) + (80) = 142u (unité de masse atomique).

La masse moléculaire du pentoxyde de phosphore est de 142u mais seulement 62u correspondent au phosphore. C'est pourquoi la quantité de phosphore élémentaire est de 62/142=0,436, 44% du total quand on arrondit.

Le tableau suivant montre quelle partie des composants qui figurent sur les étiquettes des engrais correspondant aux nutriments élémentaires. Le facteur de conversion sert à obtenir le pourcentage de nutriments élémentaires que contiennent les engrais. Par exemple, s'il y a 10% de P2O5, il y aura 4,4% de P (10 x 0,44 = 4,4).

Calcul de la teneur élémentaire d'un engrais NPK

Imaginons un engrais dont l'étiquette indique en grands caractères "NPK 12-12-17 + 2Mg". Quand on regarde l'étiquette de près, on y trouve ceci: azote (N) 12%, pentoxyde de phosphore (P2O5) 12%, oxyde de potassium (K2O) 17% et oxyde de magnésium (MgO) 2%. Comme on le voit,  la teneur en azote est exprimée sous sa forme d'élément mais le phosphore, le potassium et le magnésium sont combinés avec d'autres éléments. Pour connaître la quantité réelle de ces nutriments, nous allons devoir multiplier le pourcentage indiqué sur l'étiquette par le facteur de conversion correspondant à cette formule.

Comme on le voit, même si l'étiquette indique NPK 12-12-17 + 2Mg, la teneur de ces nutriments sous forme élémentaire, qui est celle que les plantes absorbent est de NPK 12-5,3-14 + 1,2Mg.

Quand les marques d'engrais étiquettent ainsi leurs produits, ils le font conformément à la loi mais en plus de ça, de plus en plus de fabricants y ajoutent la concentration des nutriments élémentaires, une pratique qui devrait être généralisée car elle apporte une information très utile aux consommateurs.

Pourcentage en masse et pourcentage en volume

Il existe généralement deux manières d'exprimer la concentration d'un nutriment dans une solution: comme pourcentage en volume ou comme pourcentage en masse. Le pourcentage en volume exprime les grammes par litre (poids/volume ou p/v) et le pourcentage en masse, les grammes par kilo (poids/poids ou p/p). Une concentration de 1% p/v signifie qu'il y a 10 grammes de sels pour chaque kilo de fertilisant, ce qui est généralement moins d'un litre car les engrais sont plus denses que l'eau et pèsent plus lourd.

Selon les normes de l'Union Européenne, les étiquettes des engrais doivent obligatoirement indiquer la concentration des nutriments en pourcentage de masse, c'est-à-dire combien il y a de grammes d'un nutriment pour chaque 100 grammes d'engrais. Ce système est très utile pour les engrais solides dont les doses sont exprimées en grammes mais pas pour les fertilisants liquides qui se dosent en millilitres. Pour calculer quelle quantité de nutriments il y a dans les millilitres d'engrais que l'on ajoute à l'eau d'arrosage, nous devons savoir combien ils pèsent. On peut peser la dose directement sur une balance ou la convertir de millilitres en grammes en la multipliant par la densité du fertilisant. La densité se calcule en divisant le poids d'un liquide par son volume. Par exemple, si 100ml de fertilisant pèsent 120grammes, sa densité sera de 1,2 (120/100=1,2). C'est pourquoi un engrais qui contient 3% d'azote et une densité de 1,2 contiendra 3,6% en volume ou p/v (3 x 1,2 = 3,6).

La majorité des engrais pour cannabis ont une densité entre 1,1 et 1,3 g/ml mais certains peuvent aller jusqu'à 1,5mg/l. Si vous ne possédez pas une balance pour le peser, vous pouvez utiliser 1,2 comme densité moyenne. Les résultats, logiquement, ne seront pas aussi précis qu'avec la densité réelle mais ils pourront servir pour se faire idée approximative de la réalité. 

Que reçoivent finalement les plantes?

A partir des pourcentages de chaque composant qui sont indiqués sur l'étiquette, le facteur de conversion correspondant, la densité de l'engrais et la dose en millilitres par litre, il est très facile de calculer la quantité en ppm (parts par million=mg/l) de chaque élément contenu dans la solution nutritive finale en appliquant la formule suivante:

Teneur en % x facteur de conversion x densité de l'engrais x dose en ml/l x 10 = PPM ou mg/l.

Comme exemple, calculons quels nutriments apporte une dose de 2ml/l de notre engrais "NPK 12-12-17 + 12Mg". Si nous pesons 100ml d'engrais, nous aurons 120 grammes car la densité est de 1,2. Maintenant, appliquons la formule et 

calculons la quantité de parts par million du phosphore de la solution nutritive finale:    

            5% N x 1 x 1,2 x 2 x 10 = 120 ppm de N

12% P2O5 x 0,44 x 1,2 x 2 x 10= 126 ppm de P

17% K2O x 0,83 x 1,2 x 2 x 10 = 338 ppm de K

2% MgO x 0,60 x 1,2 x 2 x 10 = 28 ppm de Mg 

Somme des engrais

De nombreux cultivateurs utilisent divers fertilisants et stimulants mélangés, chacun à sa propre dose. Dans ce cas, il faut calculer la quantité de chaque élément en ppm qui est apporté par chaque produit avec la dose utilisée et les additionner pour obtenir la concentration finale.

Le Tableau 6 montre les niveaux de NPK-Mg des trois engrais qui composent la série Flora de General Hydroponics Europe. Nous allons utiliser ces engrais comme exemple car, en outre d'être des classiques, cela montre comment, avec trois mêmes produits, on peut obtenir des concentrations très différentes des divers nutriments. La teneur garantie est celle qui figure sur l'étiquette des engrais et les doses sont celles recommandées par GHE pour une culture en hydroponie, aéroponie et fibre de coco. Nous avons obtenu la densité de chaque engrais en pesant 100ml sur une balance de précision.

A partir de ces données, nous allons calculer la quantité réelle en milligrammes des quatre minéraux élémentaires (N, P, K et Mg) qu'il y a dans un millilitre de chacun des trois produits: Micro,Grow et Bloom. Pour cela, nous devons multiplier la teneur de chaque composant (N, P2O5, K2O et MgO) par la densité de l'engrais et le facteur de conversion qui correspond à chaque formule. Le Tableau 7 donne les résultats.

Pour chaque phase du cycle vital de la plante, on utilise une dose différente de chaque produit. On multiplie les résultats du Tableau 7 par la dose correspondante pour calculer ce qu'apporte chacun des trois produits à chaque phase de culture. En additionnant les trois résultats, on obtient la quantité de chaque minéral élémentaire par litre de solution nutritive. Le Tableau 8 reprend ces résultats pour chaque phase du cycle de culture ainsi que le taux de nutriments.

Maintenant que vous avez appris à additionner les engrais et à calculer la quantité exacte que reçoivent plantes avec chaque combinaison de produits, vous disposez d'un nouvel outil pour analyser vos cultures dans l'éternelle recherche d'obtenir des têtes parfaites. Il est fondamental, surtout pour les cultures d'intérieures où le cultivateur a plus de possibilités de changer les choses, de tout noter quotidiennement et de tenir un journal détaillé de ce que vous faites, sans vous fier à votre mémoire, car après plusieurs récoltes, les informations se mélangent dans la tête. Pour cela, un journal qui contient toutes les informations réunies peut vous donner de nouvelles perspectives et améliorer la culture, surtout si vous complétez ces données par la quantité exacte de nutriments que les plantes vont recevoir à chaque moment de leur vie.