Avancées sur les cultures en contenants dans une optique de culture bio: projets en cours à la FSAE de l Université McGill

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1 Avncées sur les cultures en contennts dns une optique de culture bio: projets en cours à l FSAE de l Université McGill Vlérie. Grvel Déprtement de Sciences végétles Université McGill Forum sur l recherche et l'innovtion en serriculture Le 17 octobre /11/ Serres de recherche de l FSAE de l Université McGill. 04/11/

2 04/11/ Serres de recherche de l FSAE de l Université McGill. 04/11/

3 Serres de recherche de l FSAE de l Université McGill. 04/11/ Recherche en horticulture à l Université McGill Production en serres et grnd tunnels : Productions fruitières et mrîchères en chmp: Productions durbles/biologiques & sujets connexes Productivité Rendements Impliction des chngements dns les communutés microbiennes du sol Qulité des cultures Plnts et fruits/légumes Gestion de l fertilistion & de l eu Blnce nutritionnelle des plnts produits 04/11/

4 Recherche et innovtion en serriculture à l Université McGill Productivité des cultures: Systèmes de production et gestion du climt: Fertilistion Amendements Substrts de culture Lutte ntiprsitire Qulité des cultures V. Grvel D. Wees S. Jbji P. Séguin Recherche ppliquée: Tester les systèmes Descriptif Recherche fondmentle: Méchnismes impliqués (communutés microbiennes) Réponse métbolique (ccumultion de métbolites) Lumière rtificielle Chuffge Enrichissement en CO 2 M. Lefsrud G. Clrk V. Grvel 7 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Xioling Hung (étudinte à l mîtrise) Co superviseurs: Dr. Vlérie Grvel Dr. Suh Jbji Déprtement de Sciences végétles Université McGill 4

5 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Chllenge en culture bio : fertilistion Fertilistion solide: Disponibilité des nutriments Synchronistion Fertilistion liquide: Disponibilité des nutriments Mis Libértion lente Amendements de substrts de culture: vers une production durble Biochr Pyrolyse Activité microbienne Rétention en eu Libértion lente 5

6 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Dvid Bernrd Perron (étudint à l mîtrise) Co superviseurs: Dr. Suh Jbji (comité:dr. Vlérie Grvel & Dr. Philippe Séguin) Déprtement de Sciences végétles Université McGill Amendements de substrts de culture: vers une production durble Objectifs: Biochr + microorgnismes bénéfiques: enrcinement des boutures de cnneberges? Objectifs spécifiques: - Croissnce végéttive et bsorption en N, P, K - Popultions microbiennes 6

7 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Biochr: Awrd Rubber & Plstic Industries Ltd (Plessisville, Qc) Pyrolyse (écorce d érble): 700ºC; 4h Dimètre mximl de 2 mm Composition Biochr Element ppm Element ppm Element ppm Al 3117 Fe 2772 Pb 4.3 As < 2 H Rb 16 B 339 K Re < 0.8 Be < 0.2 Li 237 S 616 Bi 3.8 Mg 3035 Sb < 2 C Mn 3035 Sn < 1.5 C Mo < 0.2 Sr 404 Cd 0.78 N 5000 Ti 47 Co 1.29 N 776 Zn 88 Cr 4.5 Ni 6.5 Zr 2.6 Cu 20.6 P 1895 ph 11.2 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Biochr cidifié (ph de 4.5) à 1% Substrt : mélnge 5:1 sble/tourbe(v/v) Fertilistion: fumier de poules (Acti-sol ) 25 à 100% de l dose recommndée Biochr cidifié Microbcterium gensengisoli Azospirillum brziliens Vriovorx prdoxus 7

8 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Anlyse multivriée Fible dose de fertilisnts (25%) + 3 biofertilisnts: en générl croissnce des tiges plus élevée 1% biochr: contenu plus élevé en N nd P; mis diminution de l croissnce des tiges Rcines: 1% biochr = Fible dose de fertilisnt (25%) + 3 biofertilisnts Amendements de substrts de culture: vers une production durble Xioling Hung (étudinte à l mîtrise) Co superviseurs: Dr. Vlérie Grvel Dr. Suh Jbji Déprtement de Sciences végétles Université McGill Culture en contennts, hors sol??? 8

9 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Biochr Zéolite Pyrolyse Activité microbienne Rétention en eu Libértion lente Minérle Améliore l structure & le dringe Longue durbilité: mintien dns le sol Amendements de substrts de culture: vers une production durble Objectifs: Zéolite: bon mendement dns le substrt de culture en tnt que fertilisnt à libértion lente? Biochr: en combinison vec l zéolite? Hypothèse Serres: Augmente l cpcité d échnge ctionique, diminue le dringe de nutriments Une fois chrgé: libértion grduelle des éléments minérux 9

10 Amendements de substrts de culture: vers une production durble Pré chrger l zéolite et/ou le biochr 5 rtios différents: 10% de zéolite 0 à 90% de biochr Résultts??? Plntes modèles: bsilic et litue Substrt à bse de tourbe Fertilistion justée Qulité des plnts: sucres, composés bioctifs Activité microbienne dns le substrt Disponibilité des nutriments dns le temps Tux d bsorption pr l plnte Lumières DEL en systèmes durbles hors sol Stephnus Roussow (étudint à l mîtrise) Superviseur: Dr. Vlérie Grvel Déprtement de Sciences végétles Co Superviseur: Dr. Mrk Lefsrud Vincent Mrtineu Mike Schwlb Julie Ggné Pul Derm Most Fher Nznin Bioresource Engineer Université McGill Loclistion des lumières: Résultts équivlents prtie supérieure ou inférieure Rtios rouge/bleu: 5:1 meilleurs résultts Blnc chez l tomte: Développement plus importnt vec l lumière DEL (compré u témoin et à l lumière HPS) Meilleurs rendements 10

11 Lumières DEL en systèmes durbles hors sol Objectifs: Déterminer l réponse métbolique des plntes ux longueurs d onde et ux rtios de lumière DEL en système de production durbles ou biologiques Évluer l influence de l lumière DEL sur l bsorption des nutriments et les communutés microbiennes dns le sol Lumières DEL en systèmes durbles hors sol Signux/intérctions plnte microorgnismes (exudts) Activité photosynthétique: DEL & fertilistion Résultts??? Communutés microbiennes Qulité nutritive et contenu en composés bioctifs Activité microbienne dns le substrt Plntes modèles: bsilic et litue Substrt à bse de toube 11

12 Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue Shimin Fn (étudint à l mîtrise) Co superviseurs: Dr. Philippe Seguin Dr. Sylvie Jenni (AAC St Jen sur Richelieu) Déprtement de Sciences végétles Université McGill Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue Objectifs: Déterminer l concentrtions en composés bioctifs chez différents génotypes et espèces de litue dns le but de sélections Déterminer si il existe un lien entre l concentrtion en composés bioctifs et l tolérnce u stress de chleur. 12

13 Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue Feuilles rouges: plus hut tux de flvonoides totux Type butterhed Type Btvi Flvonoides totux Composés phénoliques Type Crisphed Tendnces similires pour les composés phénoliques, cide chlorogénique et cide chicorique Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue b 14 b 12 10CONTROL 8 HEAT STRESS 6 (mg/g) DW b 3CONTROL HEAT STRESS 2 (mg/g) DW 1 8 b CONTROL 6 HEAT STRESS 4 (mg/g) DW 2 CONTROL Témoins HEAT Stress STRESS de chleur (mg/g) DW 0 Totl Flvonoid 0 Totl Phenolics 0 Chlorogenic Acid 0 Chicoric Acid Stress de chleur: plus hute concentrtions en flvonoides totux, en composés phénoliques, en cide chlorogénique et en cide chicorique 13

14 Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue Témoins Stress de chleur Fcteurs ffectnt l concentrtion en composés bioctifs chez l litue 35, , ,0000 Flvonoides totux Témoins Stress de chleur CONTROL HEAT STRESS 20, , ,0000 5,0000 b b b b 0,0000 Estivl QSJ 09 New Red Fire Slins Loll Ross 'Snguine' Tolérntes Ruby Sky Non tolérntes Stress de chleur: ucune ssocition entre l tolérnce et le contenu en composés bioctifs 14

15 Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Yves Roy Louis Mrtin Dion (étudint à l mîtrise) Bioresource Engineer Université McGill Objectif: Gsifiction de biomsses en remplcement du propne: Enrichissement en CO 2 et échnge de chleur Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Biomsses: Fumier Bois (copeux et grnules) Crton 15

16 Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Biomsses: Fumier Bois (copeux et grnules) Crton Convertisseur ctlytique de NOx Filtre Convertisseur ctlytique de CO et SOx Isometric Top View Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Biomsses: Fumier Bois (copeux et grnules) Crton Ventilteur Ctlytic converter for Heting CO nd SOx element Ctlytic Air filter box converter for Centrifugl NOx Power ir fn Isometric Top View control Elongted fn shft Heting element 2 Electric motor 16

17 Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Concentrtion des gz à l sortie du système [ppm] CO ~ 0 NO 5.2 NOx 5.5 SO 2 ~0 CO % VOC Non détecté Prticules Non visible Propreté: Comprble ou supérieur u gz nturel Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Optimiser le système pour les besoins en chleur et en CO 2 - égle à 5ºC 17

18 Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Modélistion numérique et simultion (Holser) Chmp de vélocité Amplitude de vélocité Mouvement d ir Convection nturel Dr. Grnt Clrk Jorge Diz Mrtinez Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Serre Nturl Ventiltion Augment Cooling (NVAC) Concept de serres conditions tropicles: été (chud et humide) mouvement d ir nturel 18

19 Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Serre Nturl Ventiltion Augment Cooling (NVAC) PROTOTYPE Centre horticole Université McGill Lucs McCrtney Polin Fteev Blke Bissonnette Lbortoire de production de biomsse (Biomss Production Lbortory) Dr. Mrk Lefsrud Cndin Integrted Northern Greenhouse (CING) Shell Design Toit isolé rétrctble Pnneux réflecteurs Plns et Concept Conteneurs: plnts Control intégré (chuffge) Sr Twil Ptrici Gudet 19

20 Dr. Mrk Lefsrud Dr. Suh Jbji Dr. Grnt Clrk Dr. Philippe Séguin Remerciements. Ainsi que leur équipe respective, inclunt les prtenires de recherche Étudints impliqués dns les différents projets 04/11/