Nanotechnologie : dans une serre près de chez vous

Des films à points quantiques luminescents orange UbiGro-Inner 600 sont installés sur des concombres dans cette serre de Leamington, au Canada. Photos : UbiQD, Inc.

Entre les nanotechnologies, l’intelligence artificielle (IA) et l’assaut incessant d’applications conçues pour vous aider à donner un sens aux données, il peut sembler que la technologie conquiert le monde, même dans les serres.

Cependant, des choses intéressantes se produisent dans le domaine nano, et elles pourraient fournir un avantage concurrentiel à votre entreprise. Voici un aperçu de quelques utilisations émergentes de la nanotechnologie dans les serres.

Bien que cela puisse paraître nouveau, la nanotechnologie en tant que science existe depuis un certain temps. Selon la National Nanotechnology Initiative (NNI), la nanotechnologie moderne a débuté au début des années 1980 et comprend « la science, l’ingénierie et la technologie menées à l’échelle nanométrique, soit environ 1 à 100 nanomètres ». Les nanomètres sont abrégés en « nm ». Pour donner une référence, NNI explique qu'une feuille de journal a une épaisseur d'environ 100 000 nm.

Les engrais, les traitements antiparasitaires et les solutions de micronutriments coûtent cher et personne ne veut en gaspiller. Cibler les applications pour une meilleure biodisponibilité et une absorption plus efficace par les plantes est la raison d’être des nanoparticules agricoles.

Les nanofertilisants sont une des utilisations croissantes. Les nanofertilisants ne sont pas de simples petits morceaux d’engrais ordinaires. Pensez plutôt à un camion de livraison de taille nanométrique pour augmenter l’efficacité de l’absorption des nutriments. Bien que petite, de l’ordre de 10 à 100 nm, une nanoparticule est néanmoins des centaines de fois plus grosse qu’un ion calcium ou un autre nutriment. Les charges électrostatiques attirent ces ions vers la nanoparticule, la chargeant ainsi.

Le Dr Landon Bunderson, directeur scientifique chez Aqua-Yield, explique que les nanoparticules « exploitent le mécanisme d'endocytose déjà existant pour délivrer des charges utiles plus importantes à la cellule ». Il s'agit d'une méthode utilisée par les plantes pour amener des particules plus grosses à travers la paroi cellulaire, des particules trop grosses pour traverser la membrane cellulaire par d'autres méthodes. Lorsque le nanofertilisant traverse la paroi cellulaire, cette particule suralimentée contenant des nutriments est disponible pour la plante.

Les nanoparticules ne se limitent pas aux engrais : elles peuvent être utilisées pour améliorer l'administration d'insecticides, de fongicides et d'autres traitements. Bunderson dit que les nanoparticules pourraient être utiles.

L’amélioration de l’apport de nutriments et l’augmentation des taux d’absorption créent des avantages, notamment une masse racinaire plus importante, une utilisation moindre d’engrais et d’additifs, des rendements plus élevés et des temps de cycle de culture plus rapides. Les nanoparticules peuvent être utilisées dans toutes les phases de croissance, depuis l’aide à la germination et à l’établissement jusqu’à la finition, et elles sont rentables.

« Tout le monde a un problème d'absorption », explique Bunderson, même si les producteurs ne le présentent pas souvent de cette façon. L’infiltration des nutriments et des traitements dans les tissus végétaux constitue un problème d’absorption. Grâce à la possibilité de s'intégrer de manière transparente aux systèmes d'application actuels, les utilisateurs de nanoparticules obtiennent d'excellents résultats.

Les producteurs peuvent mélanger des nanoparticules avec leurs systèmes de fertirrigation existants. Au fur et à mesure que les résultats sont observés, ajustez les taux d’application pour refléter les nouvelles efficacités.

Les nanobulles sont là et elles peuvent faire plus que simplement augmenter votre oxygène dissous. Les nanobulles augmentent et stabilisent l'oxygène disponible pour les plantes dans la rhizosphère, ce qui donne lieu à des systèmes racinaires plus robustes et à des plantes plus saines, mais ce n'est pas leur seul avantage. L’augmentation de l’oxygène dans la zone racinaire déplace l’environnement vers une situation aérobie et favorise les bactéries bénéfiques par rapport aux nuisibles.

Davey Rock est le responsable du développement commercial de Moleaer pour le Midwest américain. Il explique que l'une des raisons courantes pour lesquelles les producteurs incluent des nanobulles dans leur système est l'atténuation du biofilm et la réduction de l'entretien des lignes. Les nanobulles, en raison de leur forte charge négative et de leur surface dure et stable, constituent un moyen efficace et sûr de minimiser les problèmes de biofilm dans votre exploitation.

Rock explique que les nanobulles sont également un oxydant, libérant un radical hydroxy lorsqu'elles éclatent. Dans une étude de cas, les niveaux de Pythium ont été réduits de 81 % par rapport à l'eau non traitée au même endroit. Des rendements plus élevés, des cycles de culture plus rapides et moins de problèmes de maladies font que les nanobulles méritent d’être étudiées.