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Production du cannabis médical (Cannabis sativa L.) cultivé en hydroponie : impact de N, P et K sur la croissance

Résumé

 

En raison de l'inexistence de données scientifiques portant sur les taux d'absorption minérale du Cannabis sativa L. cultivé en aéroponie, le défi de ce projet était d'établir les besoins nutritifs de la plante au cours de son développement afin de proposer une fertilisation plus performante pour le partenaire et de générer des connaissances sur les taux d'absorption des éléments nutritifs au cours du développement de la plante. À cet effet, deux séries d'expérimentations ont été réalisées au cours de la période d'avril 2019 à septembre 2021, et ce, en étroite collaboration avec notre partenaire IsoCanMed inc. (Louiseville, QC, Canada). Une première série d'expérimentations en milieu commercial (2 cycles d'observation, 6 cycles d'expérimentation d'une durée allant jusqu'à 12 semaines; 12 672 plants par cycle de production) avait pour but de déterminer les taux d'absorption minérale journaliers de deux génotypes de Cannabis sativa L., 'White Shark' et 'Critical Orange Punch', au cours de leur développement, et ce, sous deux concentrations en azote (150 et 250 mg L-1). Ces résultats ont permis de connaître l'évolution des besoins nutritifs dans le temps de deux génotypes de Cannabis sativa L. utilisés à des fins médicales, et par conséquent, a permis au partenaire d'ajuster les solutions nutritives en fonction des besoins ponctuels des plantes cultivées en aéroponie et ainsi améliorer leur conduite de culture. Ces données sont également très pertinentes pour l'ensemble de l'industrie canadienne du cannabis en fournissant des connaissances de base, jusqu'alors inexistantes, sur les taux journaliers d'absorption minérale (N, P, K, Ca et Mg) des plantes de Cannabis sativa au cours de leur développement. L'étude de l'effet de deux concentrations d'azote sur la croissance, la productivité et la teneur des inflorescences en cannabinoïdes et en terpènes ont également permis de démontrer la grande variabilité qui existe entre les génotypes cultivés. Alors qu'une concentration élevée en azote a permis d'accroître de 29% le rendement en biomasse florale du génotype 'White Shark', celle-ci n'a eu aucun effet sur la productivité du second génotype 'Critical Orange Punch', bien qu'un accroissement de l'azote ait augmenté la hauteur et le nombre d'entrenoeuds des plantes. D'autre part, pour les deux génotypes, l'accroissement de l'azote a réduit la concentration en THC des inflorescences de 9,5%. Selon les marchés visés, ces résultats apportent des pistes de solutions pour permettre aux acteurs de l'industrie d'établir certains seuils de rentabilité dépendamment des cultivars utilisés, notamment via l'obtention d'un rendement plus élevé dont les inflorescences ont une teneur moindre en THC et l'obtention d'un rendement plus faible, mais ayant une concentration plus élevée en THC. Dans un deuxième temps, afin d'établir la concentration optimale en P de la solution nutritive, la courbe réponse au phosphore (25, 50, 100, 150 and 200 mg L-1) du génotype 'White Shark' a été déterminée, et ce, pour deux concentrations de potassium (175 and 250 mg L-1) et une concentration en azote de 150 mg L-1. Nos résultats n'ont démontré aucun effet significatif des concentrations de P et de K sur le développement des plantes après 25 jours de croissance. Lors de la récolte (après 80 jours de croissance), les concentrations de P et de K n'ont pas eu d'impact sur le rendement en biomasse florale et la teneur des fleurs en cannabinoïdes. Ainsi, sous les conditions de croissance étudiées (éclairage artificiel au niveau des plantes de 321 #mol PAR m-2 s-1; intégrale d'énergie journalière de 18,7 à 20,8 mol PAR jour-1; novembre à janvier) des concentrations en P et en K de 25 et 175 mg L-1, respectivement, ont été suffisantes pour maintenir un même rendement floral que sous des concentrations plus élevées. Toutefois, de plus faibles concentrations en (E)-nérolidol, germacrène B et ?-élémène des inflorescences ont été observées pour les plantes cultivées sous 50 mg P L-1 et 175 mg K L-1, alors qu'aucune différence n'a été observée pour la teneur en terpènes des autres traitements. Par ailleurs, une concentration de 250 mg K L-1 a permis d'accroître la surface foliaire des plantes de 60 % (p=0,013) par rapport à une concentration de 175 mg K L-1, alors que la biomasse totale des plantes les plus élevées a été observée sous une concentration de 100 mg P L-1 et 250 mg K L-1 (p=0,058). En général, la teneur des feuilles en P a été peu influencée par les concentrations de P et de K de la solution nutritive alors que la teneur des feuilles en K a augmenté avec la concentration en K de la solution nutritive, et ce, que pour les traitements de 25, 50 et 100 mg P L-1. La teneur des fleurs en P et en K n'a cependant pas augmenté avec l'accroissement respectif de leur concentration dans la solution nutritive. La concentration en P a toutefois impacté la teneur en N des inflorescences; sous 175 mg K L-1, la teneur en N des fleurs a diminué avec l'augmentation des concentrations de P de 50 à 150 mg P L-1. En plus de générer des connaissances de base essentielles au niveau de l'absorption minérale du cannabis durant son développement, ce projet va permettre aux entreprises canadiennes d'optimiser la gestion de la nutrition minérale de leurs cultures afin d'accroître leur productivité et la qualité de leurs produits. Certains utilisant des formulations liquides commerciales pourront s'affranchir de ces solutions nutritives très coûteuses et ainsi ajuster eux-mêmes leur conduite fertilisante selon les besoins ponctuels des plantes et des différents génotypes cultivés. Ce projet a également contribué à la formation d'une étudiante à la maîtrise, deux étudiants de 1er cycle et a permis aux professionnels de l'ULaval de se familiariser avec les protocoles de culture et d'analyses, en plus de la formation au sein de l'entreprise de professionnels impliqués dans les expérimentations.

Informations sur le projet

Étudiante:

  • Camille Leblanc

Collaborateurs:

  • ISOCan Med

Financement:

  • CRSNG-Alliance

Direction:

  • Martine Dorais

Partenaires

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