La lumière du soleil ou la lumière LED sont-elles meilleures pour les plantes ?

Un sujet qui revient sans cesse à mesure que l’agriculture d’intérieur se développe est de savoir si la lumière LED ou le soleil sont meilleurs pour les plantes. Les lampes de culture sont une source majeure de lumière fiable pour l’agriculture en intérieur, la culture hydroponique et l’agriculture en environnement contrôlé (CEA). Cet article examine les différences entre les lampes de culture et le soleil naturel, leur impact sur la croissance des plantes et l'importance des lampes de culture pour l'agriculture contemporaine.

Le spectre complet de la lumière nécessaire à la photosynthèse-le processus par lequel les plantes produisent de l'énergie-est fourni par la lumière du soleil.

Le spectre visible (400 à 700 nm) et au-delà sont couverts par la lumière naturelle du soleil, dont les longueurs d'onde vont de l'ultraviolet (UV) à l'infrarouge (IR).

Parce qu'il offre une énergie équilibrée pour différentes activités des plantes, son large spectre est parfait pour la croissance des plantes en milieu naturel. Alors que la lumière rouge favorise la floraison et la production de fruits, la lumière bleue soutient les plantes à chaque étape de développement en favorisant un feuillage et un système racinaire compacts et robustes.

La santé des plantes est également influencée par l’ensoleillement et ses variations naturelles. Les plantes deviennent plus résilientes en raison des changements lents de l’intensité et du spectre lumineux qui se produisent tout au long de la journée et de l’année.

Même si une exposition excessive au soleil peut être nocive, les rayons UV renforcent les défenses des plantes contre les maladies, ce qui permet des récoltes plus résistantes.

De plus, la lumière infrarouge favorise le réchauffement des tissus, ce qui favorise la croissance en hiver. Selon les recherches, la lumière naturelle du soleil favorise la meilleure production possible de pigments, ce qui confère aux produits des couleurs vives, des saveurs améliorées et une valeur nutritionnelle accrue.

Savoir « en quoi la lumière d'une ampoule de culture est différente de la lumière du soleil » permet de mieux comprendre pourquoi l'éclairage artificiel, en particulier les LED, produit généralement des longueurs d'onde particulières plutôt que l'ensemble du spectre.

En se concentrant sur les longueurs d’onde rouges et bleues, particulièrement utiles pour favoriser la photosynthèse, cette sélectivité permet des réponses ciblées des plantes.

Avec des combinaisons de rouge-bleu ou rouge-bleu-loin-rouge encourageant des caractéristiques particulières comme un feuillage épais, une large surface foliaire et des cycles de croissance rapides, la science qui sous-tend ces « recettes » lumineuses a évolué.

L'efficacité de ces spectres focalisés a été démontrée dans de nombreuses recherches. Par exemple, il a été démontré que les LED rouges et bleues accélèrent le taux de croissance et la concentration de chlorophylle dans des cultures comme le concombre et la laitue.

La lumière bleue favorise l’ouverture des stomates, ce qui améliore l’apport de CO2, tandis que la lumière rouge active les protéines photoréceptrices qui soutiennent la floraison.

Les producteurs peuvent réguler les paramètres de croissance pour produire les caractéristiques souhaitées telles que des feuilles plus grandes, des entre-nœuds plus courts et une accumulation plus rapide de la biomasse en faisant varier les longueurs d'onde de la lumière.

Cependant, de nombreuses lampes de culture à LED n'ont pas les mêmes longueurs d'onde UV et IR que le soleil. Certaines fonctions des plantes, comme la résistance aux maladies et l'ensemble de l'activité photosynthétique, peuvent être limitées par ces composants manquants.

Pour cette raison, les lampes de culture à LED ne peuvent pas imiter complètement le spectre naturel et les impacts subtils de la lumière du soleil sur la forme et le métabolisme des plantes, même si elles peuvent améliorer la croissance dans certaines circonstances.

Le thème « Les lumières peuvent-elles remplacer la lumière du soleil » attire l'attention sur les difficultés liées à l'utilisation de l'éclairage artificiel pour imiter l'intensité et la diversité spectrale de la lumière du soleil.

Bien que les lampes de culture fonctionnent bien dans des environnements réglementés, elles pourraient ne pas être en mesure de satisfaire pleinement tous les besoins des plantes, en particulier celles qui sont habituées à des niveaux de lumière élevés. En revanche, la lumière du soleil offre une source d’énergie inégalée. Les plants de concombre, par exemple, peuvent pousser de manière robuste sous un éclairage LED à haute intensité-, mais ils peuvent toujours se développer plus largement et avoir des taux de photosynthèse plus élevés lorsqu'ils sont exposés au soleil naturel.

De plus, si la lumière ne contient pas certaines variations ou signaux thermiques, les plantes soumises à un éclairage artificiel constant peuvent présenter des indicateurs de stress tels que la chlorose ou le jaunissement des feuilles.

Le rythme circadien de la plante, qui contrôle la croissance, l'apport en nutriments et les réactions au stress, est influencé par le cycle naturel jour-nuit. À moins que certains cycles marche/arrêt ou sources lumineuses spectralement diverses ne soient utilisés, les lampes de culture peuvent perturber ce rythme, entraînant éventuellement une diminution de la qualité et de la santé.

Selon une étude récente, l’ensoleillement est indispensable pour certaines espèces et phases de croissance, même si les lampes de culture sont efficaces pour une agriculture contrôlée. Les plantes optimisées pour les conditions extérieures peuvent toujours atteindre une vitalité plus élevée sous la lumière naturelle du soleil.

Quels types de lumière artificielle sont les meilleurs pour les plantes ?

Les lampes de culture à LED sont uniques parmi les lampes artificielles en raison de leur durée de vie prolongée, de leur économie d'énergie et de leur capacité à produire un spectre spécifique pour différentes étapes de la plante. Les producteurs peuvent ajuster les recettes d'éclairage en fonction du stade de croissance de chaque plante, de la végétative à la floraison, grâce à la technologie LED.

Les LED bleues améliorent le développement végétatif et structurel, tandis que les LED rouges favorisent la croissance des feuilles et la floraison. La lumière rouge très lointaine-est particulièrement utile pour les espèces à feuilles épaisses, car elle peut augmenter la production de biomasse et la taille de la canopée.

Quelle est la couleur idéale pour la lumière de culture ? Il a été démontré que certaines combinaisons de lumière, comme le rouge-bleu-blanc, offrent les meilleurs taux de croissance et la meilleure production de pigments dans des cultures comme la laitue et les pommes de terre. En intégrant la lumière rouge, verte et bleue, les LED blanches offrent un spectre plus large qui ressemble davantage à celui de la lumière naturelle du soleil. Parce qu'elle permet aux plantes de subir des processus qui sont normalement déclenchés par la lumière naturelle du soleil, cette technique à spectre complet - devient de plus en plus courante en agriculture.

Les lampes de culture à LED sont parfaites pour les installations agricoles-à haute densité, car elles produisent peu de chaleur et peuvent être placées plus près des plantes sans les brûler.

Il est crucial de contrôler soigneusement l'intensité, la durée et la distance de la lumière par rapport aux plantes lorsque vous utilisez des lampes de culture à la place du soleil.

Selon les recherches, les plantes ont généralement besoin de 12 à 16 heures de lumière artificielle chaque jour pour égaler l’apport d’énergie du soleil. Des lumières LED correctement positionnées et réglées peuvent favoriser la croissance en intérieur et réduire le stress des plantes.

Pour améliorer la croissance, la qualité et la production de cultures telles que les pommes de terre, une combinaison de LED rouges, bleues et -rouge lointain ajustées à une densité de flux photonique photosynthétique (PPFD) de 100 μmol m²/s peut simuler efficacement des conditions d'ensoleillement modérées.

Les exigences de chaque plante déterminent le choix du spectre et de l’intensité lumineuse. Alors que les plantes fruitières peuvent avoir besoin de plus d’intensités pour maintenir les périodes de floraison et de fructification, les légumes-feuilles réussissent mieux sous une lumière modérée.

De plus, des changements lents de l’intensité lumineuse qui simulent le lever et le coucher du soleil sont bénéfiques pour certaines cultures. Ces modifications, rendues possibles par-la technologie LED de pointe, réduisent les facteurs de stress possibles et encouragent des cycles de croissance plus organiques à l'intérieur.

En conclusion, le soleil reste la meilleure source de lumière à spectre complet-qui favorise la croissance naturelle des plantes, même si les lampes de culture ont révolutionné l'agriculture intérieure et urbaine en offrant des sources de lumière fiables et personnalisables. Les lampes de culture, en particulier les LED, sont essentielles dans les environnements contrôlés, mais elles ne disposent toujours pas de toute la gamme et de l'intensité de la lumière du soleil. Les lampes de culture deviendront de plus en plus utiles à mesure que la technologie se développe, ce qui les rendra essentielles à l'agriculture contemporaine, en particulier dans les environnements urbains et à haute densité-.

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