27 nov. 2013

L'électro permaculture : cultiver avec les ions.

arbre fruitier en électroculture
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Cultiver avec les ions
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Filipp Forrer - électropermaculteur
Filipp Forrer a mis au point depuis plus de 40 ans une culture sur buttes renforcée par des antennes de cuivre et de zinc. Sa technique combine les effets positifs de la permaculture et de l'électroculture qu'il rebaptise: l'électropermaculture. Il obtient le double de récolte, notamment dans les sols pauvres, rocheux ou arides.






Comment ça marche?
Tout organisme vivant est constitué d'éléments chimiques eux-mêmes chargés énergétiquement. Cette
 charge électrique est pour certaine positive, négative ou les deux, donc neutre. On les appelles les cations (+), les anions (-) et les zwitterions (+-).

L'électroculture repose sur les principes d'attraction et de répulsion électrostatiques et chimiques des cellules vivantes, des nutriments et des particules du sol et de la roche. La stimulation électrochimique influence directement la biodisponibilité des nutriments du sol et de la plante en favorisant le déplacement des ions, augmentant la composition du sol, son humidité et sa cohésion. Elle peut être "passive", par échange électrostatique, ou "active" avec une dépense d'énergie.

Le principe:
Pour vivre, la plante a besoin d'eau, de lumière, d'azote, d'hydrogène et d'éléments nutritifs sous forme gazeuse et solubles dans l'air et surtout dans le sol.

Le sol est composé d'argile, d'humus, de matière organique en décomposition, de sable, de limon. La composition de chaque sol est différent. La composition et les besoins de chaque plante sont tout aussi différentiés. Tout ces éléments ont une structure moléculaire chimique et une charge électrique propre. Il est plutôt courant que les proportions en nutriments du sol soient riches, carencées, bloquées ou équilibrées. Elles dépendent directement de la géologie du sol et de la vie de la faune et et de la flore.

L'argile et l'humus retiennent 99% des nutriments comme le Calcium Ca+, le Potassium K+, le Sodium Na+, le Magnésium Mg+, le Fer F+, l'ammonium NH4+ et l'hydrogène H+ (eau). Par contre, l'humus et l'argile ont une action répulsive sur des nutriments comme le Chlorure Cl-, le Nitrate NO3, le Sulfate S3-et le Phosphate PO4- qui sont tout aussi nécessaire à la croissance des plantes.

Les plantes développent donc des stratégies d'assimilation de ces nutriments mais aussi des partenariats avec des micro organismes du sol pour assimiler nitrate, nitrite (NO2-),  phosphate, sulfate: c'est le rôle des bactéries et les champignons.

La technique:
Le zinc est électronégatif, le cuivre est électroconducteur et la terre est électronégative. 
Une antenne en zinc attire donc des cations supplémentaires qu'elle transporte dans la terre pour l'enrichir.
La structure du sol se transforme sous l'action de cet échange cationique optimale.



8 éléments nutritifs du sol
Le sol comporte en moyenne 90 éléments chimiques naturels dont 8 éléments sont des nutriments essentiels à la croissance des plantes et à la vie microbienne et/ou fongique du sol. 

les cations +
le Calcium Ca+, le Potassium K+, le Sodium Na+, le Magnésium Mg+, le Fer F+, l'ammonium NH4+ et l'hydrogène H+.
les anions -
 le Chlorure Cl-, l'azote NO3-, le Sulfate S3-et le Phosphate PO4-.
les zwitterions + - (neutres)
l'oxygène, O2, le carbone CO2, l'ammoniac NH3, les acides aminés, l'acide oxalis...

L'échange ionique
Pour vivre, la plante a besoin d'azote et d'hydrogène. Les plantes échangent, via leurs racines principalement, un cation d'hydrogène H+ contre un cation de nutriment. L'humus et l'argile sont chargés négativement ce qui favorise cet échange car la charge électropositive des nutriments et la charge électronégative du sol s'attirent comme des aimants. C'est donc la composition du sol qui détermine la capacité d'échange cationique CEC de la plante.

L'argile et l'humus retiennent 99% des cations solubles comme le Calcium Ca+, le Potassium K+, le Sodium Na+, le Magnésium Mg+, le Fer F+, l'ammonium NH4+ et l'hydrogène H+ (eau).

Par contre, l'humus(-) et l'argile (-) ont une action répulsive des nutriments négatifs (anions) comme le Chlorure Cl-, le Nitrate NO3-, le Sulfate S3-et le Phosphate PO4-. Ils sont pourtant nécessaire à la croissance des plantes.

Les plantes ont donc besoin de partenaires pour assimiler nitrate, nitrite (NO2-),  phosphate, sulfate: c'est le rôle des bactéries et les champignons.

L'apport de troncs morts de résineux et d'épines de sapin sèches acidifie le sol - notamment lorsqu'il est calcaire ou siliceux - ce qui favorise la conductivité électrique du sol et de l'eau. Il a un autre avantage: il permet de stimuler la vie microbienne fongique saine et donc l'assimilation de nutriments électronégatifs dit anions tout en augmentant la biomasse carbone de la butte.

Les gymnospermes -pins et sapins- contiennent des substances antiseptiques et insecticides, des carbures terpéniques, de l'alpha-pinène, du bêta-pinène, des acides résiniques ainsi que des huiles essentielles balsamiques aux vertus calmantes et cicatrisantes. La plupart des pinacées sont riches en vitamine C et contiennent de l'huile essentielle de limonène, saveur allant du citron à l'orange.
Le pin sylvestre contient des principes actifs qui favorisent l’assimilation d'hydrate de carbone, d'eau et de sel.  L'épicéa contient un vermifuge particulièrement actif contre les vers et les nématodes. La résine des résineux est riche en térébenthine, un puissant insecticide, notamment chez le mélèze.

Veillez à en apporter modérément car les épines de pin contiennent aussi de la leucoanthocyane, une enzyme inhibitrice de croissance - elle empêche la germination et le développement des racines - , les graminées type blé et les peupliers y sont très sensibles. On utilise souvent l'écorce pour empêcher la pousse des herbes sur les chemins et les allées. Tout dépend donc de l'usage que vous souhaitez en faire.

Le mulch de fougères facilite quant à lui la germination, notamment des éricacées.

Montez votre butte par strates, du plus acide en profondeur au plus basique en surface.

En combinant cette technique avec la culture sur buttes, les micro organismes efficaces et la permaculture, on obtient des résultats extraordinaires! Observation expérimentale: doublement de la récolte, notamment dans les sols arides, calcaires et pierreux.
Les ions organiques ont des degrés de perméabilité différents selon leur taille chimique et leur charge électrique. L’absorption des nutriments dépend donc d'un gradient électrochimique. Elle est rapide et sélective. L’absorption des ions ne se fait pas uniformément dans la plante et les racines.

Les besoins sont régulés en fonction des conditions météorologiques, du cycle jour/nuit, du métabolismes de la plante entre croissance, fructification, maturation et sénescence et des stress immunitaires, climatiques ou d'abroutissement mais surtout en fonction de la composition du substrat et de la biodisponibilité de ces nutriments dans le sol. Les plantes ont également la possibilité d'accumuler, de stocker et de troquer des nutriments. L'eau et l'oxygène sont deux éléments majeurs facilitant cet échange de nutriments.

Une plante dans un sol carencé va développer des mécanismes de stockage, de troc ou d'exclusion d'éléments sous/surreprésentés par rapport à ses besoins. La plante stockent la majorité des ces nutriments à l'intérieur de ses membranes dans un réservoir. Juste autour des ses membranes, elle crée une zone de transit pour des cations excédentaires qu'elle peut ainsi troquer simplement avec les colloïdes dans le substrat ou avec des microorganismes. Le volume de cet espace de libre échange représente entre 10 à 25% de la surface racinaire.

On sait qu'une plante saine qui se développe dans un sol carencé va, à la suite de sa relation symbiotique, mieux se développer qu'une plante similaire dans un sol équilibré car elle aura étendu sa surface de biodisponibilité en nutriments et autres ressources. La co-dépendance permet de déléguer une partie de sa recherche de nutriments et de sa lutte contre les parasites à son symbiote, pouvant ainsi mieux se développer. C'est pourquoi une plante choisira de dépenser prioritairement ses ressources carbonées pour nourrir sa mycorhize plutôt que de favoriser le développement de ses propres racines secondaires. En définitive, elle sera plus grande, plus forte, mieux hydratée, mieux alimentée et plus résistantes aux stress immunologiques ou climatiques.

Les plantes peuvent donc absorber ces nutriments directement par diffusion (échange électrostatique) ou indirectement par sélection grâce à des canaux spécifiques (échange dynamique). L'absorption des nutriments demande une plus forte production d'énergie dans le deuxième cas car elle fait appel à l'action de protéines de transport d'ions. L'énergie est essentiellement fournie par la photosynthèse foliaire mais aussi par les racines.

La circulation des éléments neutres liposolubles est rapide et libre, c'est le cas pour le carbone C02, l'ammonium NH3, les glucides et les acides aminés. L'eau O2 bénéficie également d'un réseau de canaux spécifiques et d'espaces libres intercellulaires qui lui permettent de se diffuser librement dans toute la plante. La circulation des éléments ioniques hydrosolubles est sélective et contrôlée, c'est le cas pour le Potassium K+, le magnésium Mg2+, le caclium Ca2+et le chlorure Cl-.

La distribution des solutés n'est pas en équilibre électrochimique avec le substrat. Il existe une différence de potentiel entre l'intérieur de la plante et celle du substrat. Le plante concentrant plus de nutriments que ceux proportionnellement disponibles dans le substrat. Il existre une relation directe entre la quantité d'énergie dépensée et ka quantité de soluté transportée.

La concentration du Potassium K+, du calcium Ca2+ et du Sodium Na+ est plus importante à l'intérieur de la plante que dans le sol. Le potassium K+, le sodium Na+ et le chlorure Cl- sont les ions dont la perméabilité et la concentration sont les plus élevées dans les cellules végétales. Ces trois ions forment à eux seuls l'essentiel de la différence de potentiel entre la plante et le substrat.

Le Ph de l'intérieur de la plante est donc généralement acide ; Ph de 5.5 pour un substrat à 7 par exemple. D'où la grande sensibilité des plantes au calcaire, notamment dans l'eau.

Le sol, le substrat, les colloïdes et les solutions.

Un sol structuré tient ensemble et la vie y est dynamique: sa capacité d'échange cationique (CEC) est optimale.

Les champignons

Les bactéries


Le rôle des champignons (C) et des bactéries (B) dans la structure du sol

Il convient de choisir le type de plante en fonction de votre ph de sol et de sa vie microbienne de référence - bactérienne (sol basique - azote atmosphérique (+) carboné, fongique (sol acide - azote organique (-) ammonium) ou les deux (sol neutre et équilibré +/-).

Les bactéries nitritfiantes comme frankia et rhizobia fixent directement l'azote atmosphérique en échange de sucres simples (décomposition de la cellulose) qu'elles trouvent chez les plantes type légumineuses, graminées, fleurs annuelles, légumes. Les bactéries ont une action sur le recyclage du carbone.

Les bactéries se multiplient et forment des colonies. Les bactéries structurent le sol grâce à des colonies qui forment un biofilm collant. Ce biofilm facilite la fixation des nutriments autour des bactéries, dans le sol et à l'intérieur des racines des plantes, notamment de l'azote, du calcium et de l'hydrogène, sous forme de nodules. Les bactéries éliminent des polluants et des toxines atmosphériques y compris dans l'eau.

--> Plus le sol est basique, plus les bactéries sont actives et les micro organismes sont présents, et n'ont plus à lutter avec les champignons.  La symbiose plante-bactéries est optimale.

Les champignons assimilent l'azote organique sous forme d'ammonium en échange de sucres complexes (lignine et cellulose) et des tanins qu'elles puisent dans la décomposition de matière organique à la surface du sol ou d'animaux morts dans le sol petits ou grands. Le champignons participent au recyclage du soufre.

Les champignons assurent la cohésion du sol grâce à un réseau d'hyphes fongiques et une protéine collante appelée la glomaline. Ce réseau fongique facilite un accès accrus aux minéraux, notamment au phosphore P et au zinc Zn, retient l'eau capillaire et les nutriments solubles. les champignons et les hyphes fongiques augmentent la tolérance des plantes aux métaux lourds comme l'aluminium.

-->Plus le sol est acide, plus les champignons sont actifs, notamment les ectomycorhizes, les bactéries moins et les micro organismes type verre de terre disparaissent du fait de l'acidité du sol. La symbiose arbre-champignons est optimale.

Un sol équilibré comporte les deux types de symbioses.

Un sol compact comme les sols argileux, malgré un bon ratio de CEC, ne permet cependant pas une bonne vie microbienne car elle favorise des conditions anaérobiose, cad sans oxygène. Il faut un bon équilibre argileux/humus/eau/oxygène pour que la vie microbienne soit dynamique.

Biomasse fongique et biomasse bactérienne

La biomasse bactérienne du sol est relativement stable dans tous les types de sol, même si elle devient dominante dans les sols basiques au ph supérieur à 7, car l'absence de champignons leur simplifie la vie.

C'est la biomasse fongique qui varie énormément selon la nature du sol. Elle est quasi inexistante dans les sols calcaires alors qu'elle devient dominante avec l'acidification des sols, jusqu'à un rapport de 1000 champignons pour 1 bactérie dans 100g de sol dans les forêt de conifères. C'est la fragilité des champignons - microscopique et supérieurs - qui invite à leur préservation et à la limitation des fongicides en agriculture. Les champignons ont besoin de temps pour se développer et d'une symbiose durable avec un arbre hôte pour vivre. C'est pourquoi l'agriculture pérenne leur est favorable.

Le ration biomasse fongique C - champignons - et biomasse bactériennes - B:
ratio C/B 1000:1 à 100:1 (biomasse fongique  ectomycorhizogène EcM ou éricoïdes Er.) conifères, sapins, épicéas, génevrier,rhododendron, azalée, bruyère, éricacées, myrtilles, mousses, fougères. 
ratio C/B 100:1 à 10:1 (biomasse fongique endoectomycorhizogène EcMa ou endomycorhizogène Ma) érable, chêne, peuplier, cotonéaster, lilas (arbres et arbustes caduques adultes). et jusqu'à 5:1 pour les aulne, hêtre, tremble, peuplier, les arbres et les arbustes adultes.
ratio C/B 50:1 à 10:1 les arbres fruitiers et les arbustes.
ratio C/B 10:1 à 5:1 les plantes vivaces, les légumes perpétuels, les plantes bi annuelles.
ratio C/B équilibré (biomasse bactérienne) de 1:1 à 0,8:1 maïs, blé, tomates, pelouse, pomme de terre. 
ratio C/B :1 à 0,3:1 (biomasse bactérienne nitratophiles)  de 0,8:1 à 0,3:1 carotte, navet, choux, poireaux, laitue, brocoli, fleurs annuelles, haricot, pois...

La durée de vie de la plante est un facteur déterminant. C'est le moyen le plus facile de déterminer le ratio C/B adéquat pour sa culture. Plus la plante est pérenne, plus sa symbiose fongique est forte (plante bi annuelle, légume perpétuel, vivaces, arbres fruitiers, arbres centenaires). Plus la plante est annuelle, plus sa symbiose bactérienne est forte.

On observera que plus le sol est pauvre et carencé - très acide ou très basique - et plus la dépendance mycorhizienne est forte. Dans les sols équilibrés, les plantes n'ont quasiment pas besoin de relations symbiotiques : elles peuvent s'alimenter seules car les nutriments sont facilement accessibles.

Les différentes structures de sol:

Le sable a une structure moléculaire trop grosse pour pouvoir se charger d'anions ou de cations capables de retenir des nutriments, c'est pourquoi le sol est drainant, s'érode et ne tient pas. Les plages, dunes, désert, les éboulis sableux et rocheux ont un coefficient de rétention humus/eau/carbone très faible. Peu de plantes peuvent y pousser. Les plantes qui ont la faculté de s'y installer ont la capacité de fixer les dunes et l'azote atmosphérique comme le genêt, l'argousier, le chalef argenté et bien d'autres.

La forêt primaire, notamment de résineux, est chargée en anion d'hydroxyde OH-. Le sol forestier favorise l'agrégat de matière organique MO et de minéraux issus de la décomposition de roche mère. Ce type de sol est particulièrement favorable aux plantes vivaces, aux arbustes, aux arbres fruitiers, aux feuillus et aux résineux, aux arbres adultes en général.

Les champignons assurent la structure du sol grâce à un réseau d'hyphes fongiques et une protéine collante appelée glomaline. Le rapport de biomasse fongique par rapport à la biomasse bactérienne est de 100:1 et jusqu'à 1000:1.
--->Un mulch d'épines de pin peut enrichir vos buttes, notamment si votre sol est calcaire, rocheux ou silicieux.

La prairie est chargée en cation d'Hydrogène H+. Elle présente souvent un équilibre anion/cation favorable à une bonne structure de sol et donc au maraîchage, à l'horticulture et à la croissance des jeunes arbres, notamment des feuillus.
Le ratio d'argile, d'humus, de carbone et d'hydrogène est souvent équilibré. Le sol de la prairie a une bonne capacité d'échange cationique CEC. Les bactéries assurent la structure du sol grâce à des colonies qui forment un biofilm collant.
--> Un paillis de paille ou de feuilles mortes et un mulch sous forme de BRF (rameaux fragmentés) de feuillus spécifiquement, mais aussi d'écorce de pins selon le type de sol, permet d'augmenter la masse carbone de votre sol. Les tontes de gazon fraîches et les peaux de légumes frais apportent de l'azote directement assimilables par les nitrobactéries.

Erreur de diagnostic en agroalimentaire.

L'une des erreurs majeure de l'agriculture intensive chimique est d'apporter ces nutriments sous forme soluble, directement assimilable par la plante, court-circuitant directement le recours autonome aux bactéries et au champignons nitrifiants. La flore microbienne disparaît des sols, les plantes perdent d'autres ressources comme des probiotiques ou d'autres anions, la surface racinaire se réduit, leur résistance au stress hydrique diminue et le sol perd de sa cohésion.

Les plantes ne sont plus capable de synthétiser ces molécules hydrosolubles dans leur cellules lipidiques via l'action des protéines. Les racines deviennent donc fines comme de jeunes radicules dont la capacité de transformation des acides aminées et des nutriments est amoindris, tout comme leur capacité de stockage. Les plantes s'affaiblissent et deviennent dépendantes des intrants chimiques de synthèse.

De plus, la biomasse du sol s'amenuise. La masse carbone des plantes cultivées n'est quasiment jamais restituée au sol, les sols s'acidifient et se compactent.

La vie microbienne meurt en moyenne 3 ans après des récoltes pourtant plus abondantes au départ - car les intrants se combinaient encore avec une flore microbienne dans le sol. L'action des fongicides accélère cette dégradation.

C'est pour ces raisons que la transition d'une exploitation agricole intensive chimique doit se faire vers une exploitation biologique ou en semis direct de manière progressive. La priorité étant d'augmenter la masse carbone et de réintégrer de la vie dans le sol. Et cela demande du temps. Comptez généralement 3 à 5 ans pour re-dynamiser les sols pauvres voir inerte. Réactiver la flore microbienne est un des meilleurs moyen de vous libérer des fertilisants, des fongicides et des insecticides coûteux et épuisables.

Les nitrates solubles: les excès d'une agriculture polluante.

L'apport excessif de nitrates chimiques sous forme soluble court-circuite l'action des bactéries nitrifiantes. Le laboure intensif détruit les réseaux fongiques. L'hybridation des semences, la stérilisation des semences, et la monoculture rendent les plants complètement dépendants des intrants chimiques et inhibent leurs fonctions naturelles d'autosuffisance et leurs relations symbiotiques et médicinales avec les microorganismes du sol. Tous ces facteurs combinés affaiblissent les cultures, déstructurent le sol et entraînent un lessivage des sols. Ces facteurs sont exponentiels.

On en arrive à un phénomène récent que sont les inondations en temps de sécheresse! C'est une ironie quand on sait que la majorité des zones agricoles sont d'anciennes forêts ou des zones inondables et marécageuses... transformées en véritable déserts de terre morte.

Les zones humides à eaux stagnantes sont originellement favorables à des conditions anaérobioses, donc pathogènes pour le maraîchage. Le drainage des zones marécageuses, le labour intensif et l'apport de nitrates solubles dans l'eau sont des pratiques qui entraînent à la fois la déstructuration du sol - baisse du coefficient de rétention d'eau, d'humus et de nutriments ET le compactage des sols argileux dans les plaines alluviales. La pollution de l'eau et des nappes phréatiques par les nitrates, les perturbateurs endoctriniens contenus dans les boues d'épuration non traîtées - aucune station d'épuration n'a la capacité de traiter les composés chimiques provenant des produits cosmétiques, d'entretien et surtout des médicaments, particulièrement les hormones, ou des lisiers non compostés est une conséquence directe de ces pratiques. Et traduit l'inefficacité de ces méthodes et leur danger sanitaire, notamment pour l'eau potable de la population des campagnes et les risques écologiques en urbanisme. Il est urgent de changer de méthode!

Le champ électromagnétique terrestre
à suivre...