Effets interactifs de la conductivité électrique et de l’intensité lumineuse sur la croissance, le rendement et la dynamique des nutriments de la laitue hydroponique

Pourquoi les producteurs de laitue en intérieur devraient s’y intéresser

À mesure que les villes se tournent vers des fermes intérieures et des étagères verticales pour produire de la laitue fraîche toute l’année, les producteurs font face à un casse‑tête : quelle quantité d’engrais mettre dans l’eau et quelle intensité lumineuse appliquer pour maximiser la récolte sans charger les feuilles de composés indésirables ? Cette étude examine de près ce problème dans un dispositif hydroponique réel et montre que des solutions nutritives « plus concentrées » peuvent en réalité aller à l’encontre de la croissance des plantes, tandis que la lumière n’apporte des bénéfices que si la salinité est maîtrisée.

Faire pousser la laitue sans sol

Les chercheurs ont cultivé de la laitue pommée dans une chambre à climat contrôlé en hydroponie à eau profonde, où les racines des plantes flottent dans une solution nutritive en recirculation. Ils ont comparé deux niveaux de salinité globale de l’eau, mesurés par la conductivité électrique : une plage modérée similaire à ce que beaucoup de producteurs utilisent déjà, et une plage beaucoup plus élevée, source de stress. Parallèlement, ils ont testé trois niveaux d’éclairement typiques des fermes intérieures, tous fournis par des lampes LED blanches. Sur plusieurs semaines, ils ont soigneusement enregistré la taille des plantes, la surface foliaire, la longueur des racines, la masse fraîche et sèche, puis analysé les feuilles pour les minéraux et le nitrate, la forme d’azote susceptible de s’accumuler dans les légumes à feuilles.

Quand l’eau salée réduit la taille des plantes

Les résultats montrent que la salinité de la solution a eu un effet bien plus marqué sur la croissance que la lumière seule. Sous le niveau de salinité modéré, la laitue formait des canopées larges, des racines longues et des têtes lourdes. Associé à l’éclairement le plus élevé testé, ce traitement a produit la plus grande surface foliaire et presque quatre fois la masse fraîche des plantes cultivées dans la solution fortement salée au même niveau de lumière. En revanche, la solution plus concentrée a retardé la croissance des tiges et des racines : les feuilles étaient moins nombreuses et plus petites, les racines courtes, et les plantes restaient légères et compactes quel que soit l’éclairement. Autrement dit, des conditions de forte salinité annulèrent les gains de croissance que la lumière supplémentaire apporterait normalement.

Que deviennent les nutriments à l’intérieur de la plante

Les analyses foliaires ont révélé que la solution concentrée n’alimentait pas mieux les plantes ; elle a en réalité réduit l’absorption des nutriments clés. La laitue cultivée dans la solution modérée contenait plus d’azote, de phosphore, de potassium, de calcium, de magnésium, de soufre, de fer et de cuivre que les plantes en solution salée. Le niveau de lumière, pris isolément, modifiait à peine la teneur en minéraux. L’équipe a également suivi le nitrate dans la solution et dans les feuilles. Comme prévu, le traitement à forte salinité retenait plus de nitrate dans l’eau, mais, fait surprenant, le nitrate foliaire est resté bas dans tous les traitements et n’a pas augmenté avec l’apport externe. Une analyse statistique a même montré une relation négative entre le nitrate de la solution et le nitrate foliaire, suggérant que des racines stressées et des enzymes ralenties freinaient l’absorption et le métabolisme lorsque la solution devenait trop salée.

La lumière n’aide que si la salinité est dans la zone de confort

Dans la plage de salinité modérée, augmenter la lumière a clairement été bénéfique. Un éclairage plus intense a conduit à une plus grande masse fraîche et sèche, à des feuilles plus larges et à des racines plus longues, les plantes pouvant utiliser les photons supplémentaires pour alimenter la photosynthèse et construire du tissu. Cependant, le rendement énergétique par unité de lumière a progressivement diminué au niveau d’éclairement le plus élevé, suggérant un point de rendements décroissants. Sous le traitement salé, la même augmentation d’intensité lumineuse n’a pas permis d’augmenter le rendement, et l’efficacité de conversion de la lumière en biomasse a chuté fortement. Ceci montre que simplement ajouter de la lumière ne suffit pas à compenser le stress hydrique et ionique provoqué par un mélange nutritif trop concentré.

Ce que cela signifie pour l’agriculture en intérieur

Pour les producteurs utilisant des systèmes hydroponiques en boucle fermée ou des installations verticales, le message est simple : maintenez la solution nutritive dans une plage de conductivité électrique modérée et associez‑la à un éclairage suffisamment élevé pour obtenir le meilleur compromis entre rendement et qualité. Dans cette étude, une conductivité électrique d’environ 1,5 à 2,0 dS/m combinée au niveau d’éclairement le plus élevé testé a donné les têtes de laitue les plus grosses et les plus saines sans pousser le nitrate foliaire près des limites réglementaires. Augmenter la concentration de la solution au‑delà de ce point n’a ni amélioré la nutrition ni la sécurité ; au contraire, cela a privé les plantes d’eau, limité l’absorption des nutriments et gaspillé la lumière. Un suivi et un ajustement attentifs de la force de la solution peuvent donc constituer l’un des leviers les plus simples et les plus efficaces pour rendre la production de laitue en intérieur à la fois productive et économe en ressources.

Citation: Akter, N., Cammarisano, L. & Ahamed, M.S. Interactive effects of electrical conductivity and light intensity on growth, yield, and nutrient dynamics of hydroponic lettuce. Sci Rep 16, 14803 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44508-2

Mots-clés: laitue hydroponique, conductivité électrique, intensité lumineuse, agriculture verticale, accumulation de nitrate