INFLUENCE DE DIFFERENTS FILMS PLASTIQUES EN PREMIERE ANNEE D'UTILISA- TION SUR LE MICRO-CLIMAT ET SUR UNE CULTURE DE TOMATE SOUS ABRI-SERRE

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1 INFLUENCE DE DIFFERENTS FILMS PLASTIQUES EN PREMIERE ANNEE D'UTILISA- TION SUR LE MICRO-CLIMAT ET SUR UNE CULTURE DE TOMATE SOUS ABRI-SERRE Z. Driss-Becheur Institut National Agronomique de Tunis - Chaiie Phytotechnie 43 Avenue Charles Nicolle 1002 Tunis Tunisie M. Touayi O.M.V.V.M. Medj'ez El Bab 9070 Tunisie Abstract Comparison of four greenhouses covered with respectively PE, PEIR, EVA and PE with a permanent thermal screen of PEIR with all f2ms during the first year of utilisation. This allowed us to detect that EVA and PEIR covering films results in higher minimum air and soil temperatures during the winter period, while during the spring period the maximum temperatures were lower. Luminosely was the highest under PE greenhouse and EVA was more transparent than PEIR, while use of a permanent PEIR screen results in an important light reduction under greenhouse. Best greenhouse growth results and earliness of tomato crop were also obtained Under EVA film, while total yield and fruit calibre were also the best under EVA film. EVA seems to be the best film choice for Tunisian conditions. 1. Introduction Une étude comparative des comportements de quelques films plastiques (PE,PEIR, EVA) a été réalisée au cours de la campagne , au Laboratoire Cultures Maraîchères l'institut National Agronomique de Tunisie, afin de connaître de l'influence de ces films sur le microclimat des abris-serres ainsi que sur la croissance et la productivité d'une culture de tomate. 2. Matériels et méthodes Pour réaliser cette étude 4- serres de 108 m^ (16 m x 8 m) ont été installées, les grands axes orientés dans le sens Sud-Ouest, Nord-Est, L'une à côté de l'autre en gardant 3 mètres d'espace entre eux. Les serres ont été cultivées en tomate, variété 'Vemone F- ' Matériaux_de couverture Les films plastiques utilisés sont: - un film polyéthylène longue durée de 6 m de large et de 180 m d'épaisseur (PE), - un film polyéthylène infra-rouge de 6.75 m de large 180 m d'épaisseur (PEIR),^ - un film polyéthylène vinyl acétate de 8 m de large et 180 m d'épaisseur (EVA),contenant 1 % de vinylacétate, - un film polyéthylène longue durée de 6 m de large et 180 m d'épaisseur, associé à un écran thermique PEIR permanent de 200 m et fixé à 2 m de hauteur au-dessus du sol. * for English title, see contents. Acta Horticulturae 154, 1984 Plastics in Mediterranean countries 175

2 2.2. Techniques culturales La plantation des serres a été réalisée le 15 janvier 1981 en terrain billonné selon une densité de 3-5 plants/m^ (1 m x 28.5 cm ) et ceci après incorporation de fumier (8 kg/nr) et des engrais nécessaires (150 unités de KgO et 100 unités de P2 5)* Les travaux d'entretien (ébourgeonnement, effeuillage, irrigations, binages et traitements phytosanitaires) ont été effectués au fur et à mesure ainsi qu'un apport bimensuel d'azote (30 unités) et de potassium (25 unités) Observations_climatiques Pendant 90 jours nous avons suivi l'évolution des températures maximales et minimales de l'air et du sol sous chaque type de serre, en utilisant des thermomètres maxima et minima du sol et d'air placés respectivement à -20 cm et +4-0 cm. Nous avons suivi également la luminosité à l'aide d'un luxmètre selon Langhe Qbservat±ons_agronomi_2ues Ces observations ont été effectuées 52 jours et 103 jours après plantation et concernaient essentiellement la longueur et le diamètre des tiges, le nombre des bouquets épanouis; le nombre des feuilles, le nombre des fruits noués (diamètre supérieur à 2 cm), la récolte précoce (du 21 avril au 15 mai), la récolte semi-précoce (du début récolte au 10 juin jusqu'au 30 juin) et la récolte totale. 3. Résultats et discussions 3.1. Luminosité Abstraction faite des qualités physiques de différents films, surtout de leur perméabilité envers les rayonnements infra-rouges longs, cette mesure de luminosité permet de constater que les serres PE laissent pénétrer une plus grande partie du rayonnement solaire global, ce qui devrait entraîner une augmentation considérable de la température diurne abstraction faite de l'aération (tableau 1). Les films PEIR et EVA sort les moins transparents aux rayons solaires incidents comme le montre le tableau 1, ceci est du fondamentalement au dopage de ces films afin d'obtenir une certaine capacité de ces films aux infra-rouges longs. L'écran thermique PEIR permanent réduit considérablement la luminosité sous serre PE Temgératures_mo^ennes Les résultats moyens de nos observations sont présentés dans le tableau 2. Les températures maximales de l'air sous les serres PEIR et EVA sont significativement supérieures à la température moyenne enregistrée sous PE longue durée. L'écran thermique permanent sous serre de PE réduit considérablement la température moyenne maximale. La moyenne la plus élevée des températures minimales de l'air durant les 90 jours d'observations a été enregistrée sous serre EVA (9.8 C). Cette moyenne ne diffère pas beaucoup de celle obtenue sous serre PEIR (9.6 C). Ainsi les températures minimales moyennes sous EVA et PEIR sont significativement supérieures à celles sous les deux autres couvertures. La moyenne la plus élevée pour les températures maximales du sol a été enregistrée sous PEIR (19.6 C). Cette moyenne n'est toutefois

3 pas significativement supérieure à celle sous EVA (19-4- C) et à celle sous PE longue durée (19.3 C). L'utilisation de l'écran thermique permanent a permis aussi à ce niveau de réduire la température maximale du sol (18.9 C alors que PE est de 19-3 C), mais les réductions sont beaucoup plus attenuées que pour la température de l'air. La température minimale du sol la plus élevée a été constatée sous PEIR (14..6 C). Cette valeur n'est pas significativement supérieure à celles sous PE longue durée (14-1 C) et sous PE associée à un écran thermique PEIR (14.0 C). Nous avons pu constater également que l'amplitude thermique journalière moyenne de l'air est plus important sous serre qu'à l'extérieur. Cette amplitude est peu influencée par le film de couverture mais l'utilisation d'un écran thermique permanent tamponne significativement la température de l'air, surtout par une baisse significative de la température maximale. Les amplitudes thermiques au niveau de la température du sol sont peu influencées par le film de couverture, ni par l'utilisation de l'écran permanent. Par contre en plein air les amplitudes sont significativement plus élevées sous serre Evolution des_températures_dans_le_temps La comparaison des températures moyennes ne permettant pas de voir clairement les changements au fur et à mesure de la température en fonction de l'avancement de la saison, nous avons utilisé la régression linéaire sur les moyennes par pentade. Ces droites de régression permettent de mieux visualiser l'impact différentiel d'un film sur le bioclimat en fonction de la saison. Nous constatons ainsi que les températures maximales de l'air sous film EVA et PEIR ont permis d'augmenter la température maximale en période hivernale et ceci malgré une luminosité plus faible, mais dès le début du printemps pour l'eva et quelques semaines plus tard pour le PEIR les températures maximales deviennent inférieures à celles obtenues sous serre PE. Cet effet est surtout prononcé sous EVA (figure 1 ). L'utilisation d'un écran permanent sous serre PE a un effet encore plus prononcé, mais ceci est surtout lié à la très forte diminution de la luminosité et la température maximale ne reste que supérieure à celle sous serre PE que pendant le plein hiver. Au niveau de la température minimale de l'air les droites de régression nous permettent de constater l'effet quasi permanent de l'eva sur l'amélioration de la température nocturne minimale, alors que pour le PEIR il y a une diminution légère dans le temps (figure 2). Sous serre PE équipée de l'écran PEIR permanent la réduction des écarts est beaucoup plus rapide et les différences deviennent même négatives, ceci surtout par suite d'une baisse considérable de la température diurne. L'analyse de la figure 3 montre que l'évolution des températures maximales du sol suivent la même allure que celles de l'air mais les écarts sont légèrement plus faible. Par contre pour les températures minimales du sol nous constatons que si l'allure de la droite de régression du PE avec écran permanent et du PEIR est semblable à celle obtenue pour la température minimale de l'air, nous remarquons une baisse assez importante de la température minimale du sol pour l'eva (figure 4) L'analyse des figures 5 et 6 permet de constater que les amplitudes thermiques diminuent au fur et à mesure de l'avancement de la saison surtout pour l'eva et pour le PE avec écran permanent. Les écarts

4 sont toutefois plus prononcés pou-la température de l'air que pour la température du sol. D'autre part le PEIR se différencie le moins du PE. Ces remarques sont très importantes et montrent déjà l'utilité du film EVA contribuant à créer un climat plus adapté aux exigences de la plante que par exemple le PE sultats_agronomiques C'est sous l'eva et le PEIR qu'on a trouvé la meilleure croissance des plantes se traduisant par un nombre des feuilles plus élevé et une longueur et un diamètre de tiges le plus important (tableaux 3 et k). La floraison la plus précoce a été observée sous serres EVA et PEIR, mais le nombre de fruits noués était le plus important sous PEIR et PE. Au niveau des récoltes l'eva a fourni le plus grand rendement pour la récolte précoce, semi-précoce et totale. Les mêmes constatations au niveau de nombre des fruits par m et le poids moyen des fruits qui sont les meilleurs sous EVA. Les autres films ne sont pas différents significativement. 4. Conclusion Les observations climatiques (températures et luminosité), ainsi que les observations agronomiques montraient une très nette supériorité du film EVA; c'est donc le film qui peut être retenu en tête des matériaux plastiques comparés pou- une bonne amélioration du bioclimat des abris plastiques. Les caractéristiques et les comportements de PEIR au cours de cette expérience permettaient de le classer en deuxième position après l'eva. Le phénomène le plus important est l'amélioration du climat adapté à la saison obtenue essentiellement sous EVA. En effet l'eva permet de réaliser en hiver les températures minimales et maximales les plus élevées améliorant ainsi la croissance et le développement des plantes de tomate et résultant dans une précocité intéressante. Par contre avec l'approche de la saison chaude les températures maximales obtenues sous EVA sont très atténuées par rapport au PE et donc plus favorables. L'utilisation de l'écran thermique permanent en PEIR réduit considérablement la luminosité et tamponne l'élévation de la température diurne du sol et de l'air. Malgré une réserve énergétique plus faible on est arrivé à des résultats semblables à celui du PEIR pour les températures nocturnes grâce à la réduction énergétique par la présence de l'écran thermique. Discussion Intervenants : MM. Nijskens, Nisen, Verlodt - L'EVA utilisé contient 14 % d'acétate de vinyle. Le PE-IR utilisé est un PE chargé au moyen de silicate d'aluminium (pourcentage inconnu). - Sous PE-IR, la température de l'air est plus élevée que sous d'autres PE de transmittance pour le rayonnement solaire plus élevée, parce que, en hiver (jours courts et soleil bas sur l'horizon), l'ir court représente une fraction plus importante du rayonnement solaire total qu'en été (la courbe de densité spectrale du soleil se déplace vers les plus grandes longueurs d'onde lorsque le soleil est bas sur l'horizon)

5 - On peut, de façon assez semblable, supposer que le comportement différent de 1'EVA suivant la saison, et révélé par les droites de régression proposées, peut s'expliquer par le fait que le rayonnement diurne durant les jours courts hivernaux est relativement important vis-à-vis du rayonnement solaire global; par contre, au printemps et en été, en jour plus long, le rayonnement solaire global est beaucoup plus important et, en conséquence, 1 ' effet d'ombrage masque 1 ' effet "rayonnement diurne". - Les mesures de température ont été effectuées au moyen de thermomètres d'un précision de 1/5 de degré pour l'air et de 1/10 de degré pour le sol. Tableau 1 - Résultats moyens des observations concernant la luminosité. Luminosité à 12h Luminosité à 17h En lux En % de En lux En % de 1'extérieur 1'extérieur Extérieur % % % PE % % PEIR % % EVA % % PE + Ecran % % Tableau 2 - Effets moyens des films de couverture sur les températures moyennes. Température de l'air ( C) Température du sol ( C) Maxima Minima Amplitude Maxima Minima Amplitude thermique thermique Extérieur 17,2 d 7,7 c 9,5 c 16,3 c 7,7 c 8,6 a PE 26,4 b 9,1 b 17,3 a 19,3 a 14,1 b 5,2 b PEIR 27,1 a 9,6 a 17,5 a 19,6 a 14,6 a 5,0 b EVA 26,9 a 9,8 a 17,1 a 19,4 a 14,5 a 4,9 b PE + Ecran 23,9 c 9,0 b 14,9 b 18,9 b 14,0 b 4-,8 b Ppds 5 % 0,4 0,2 0,5 0,3 0,3 0,4

6 Tableau 3 - Effet moyen des films plastiques sur le développement de de la culture des Observations Agronomiques 52 jours après la plantation. Hauteur de Nombre des Longueur Diamètre Nombre de la plante feuilles l'entre- des tiges fleurs é- (cm) noeud (cm) (cm) panouies par 40 plantes PE 37,7 bc 14,9 ab 2,5 c 1,23 a 57 PEIR 47,3 ab 15,2 ab 3,2 b 1,33 a 71 EVA 52,1 a 16,8 a 3,1 b 1,35 a 71 PE + écran PEIR 34,7 c 13,4 b 5,0 a 1,33 a 36 Ppds 5 % 10,8 2,5 0,5 Tableau 4 - Effet moyen des films plastiques sur le développement de la culture 103 jours après la plantation. Hauteur de la plante (en cm) Nombre des feuilles Longueur des entrenoeuds (cm) Nombre de fruits noués par 4-0 plantes PE 154,0 ab 23,6 ab 6,6 a 843 PEIR 161,5 ab 25,0 a 6,5 a 915 EVA 162,7 a 24,5 ab 6,6 a 773 PE + Ecran 137,1 b 20,8 b 6,7 a 669 Ppds 5 % 24,4 3,9 0,4

7 Tableau 5 - Effet moyen des films couverture sur la production. Récolte précoce Récolte semi-précoce Récolte totale Rendement Nombre Poids (g/m 2 ) fruits/m 2 moyen (en g) Rendement Nombre (g/m 2 ) fruits/m Poids moyen (en g) Rendement (g/m ) Nombre fruits/m Poids moyen (en g) PE PEIR EVA PE + Ecran b b a b 27,0 b 31,9 ab 37,3 a 27,2 b 74.8 ab 67,7 b 80.9 a 72,0 b b b a b 89,1 ab 76,8 b 97,5 a 74,8 b 61,6 c 69,4 b 75,2 a 72,1 ab b b a b 110,7 b 119,0 ab 132,4 a 104,6 b 63.4 b 56,2 c 68.5 a 67,9 ab Ppds 5 % 665 9,4 8, ,8 5, ,4 4,7

8 F! EURE I : ECRR7!>E TEMPERATURE PRR RAPPORT H LR SERRE PE - T MAX RIR 3T FIGURE 2- ECRRT!>E TEMPERATURE PRR RHPPDRT H LR SERRE PE - T MIN RIR PE PE ECRAN -0.S -I. J ta wmxuitar-tncnea rvinxuimr-cn PENTRDE

9 FIGURE 3: ECART DE TEMPERATURE PRR RRPPDRT R LH SERRE PE - T MRX DU SDL I. Í T P E PE1R a.s EVA -i.s [vimxt/iuir-cnmrn w rn 3" m r- m ' PE ECRAN PENTRDE FIGURE H: ECRRT DE TEMPERATURE PAR RRPPDRT H LR SERRE PE - T MIN DU SOL I.ÍT 2.S-- PEIR 0.a--. EVA " PE PE ECRAN fwnxlrtini^iniiiea rutnxlrtuir-m PENTRDE

10 FIGURE S ; ECART EN RMPLITUDE THERMIGUE FHR RAPPORT H LA SERRE PE - RIR 1.0 \ 3.S + e.0 -h.s \ \ \ ^ : \ - PÉIR -I.2 "V -I.S PE ECRAN " EVA -2.0 pjnrt/ïujp-cninea pj x ui in r» m PENTRDE FIGURE G ECRRT EN AMPLITUDE THERMIBUE PAR RAPPORT H LH SERRE PE - 50L EVA -PE ECRAN n j n x u i i x i r ^ t D t n s m r T 3 - w u i N m PENTRDE