Dans quelle couleur de lumière les plantes poussent-elles le mieux ?

Juil 6, 2021

admin

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Il existe une gamme de différents effets que le spectre de la lumière de croissance (couleurs) peut avoir sur la croissance des plantes. C’est un domaine complexe mais nous vous démontrerons les principes de base avec des expériences et des résultats pratiques.

Plus important encore, il y a des effets généraux que la lumière rouge et bleue ont sur la croissance des plantes qui sont vrais dans presque toutes les applications. Nous explorons ces effets et les comparons et les opposons à l’utilisation de la lumière blanche qui comprend la lumière bleue, verte et rouge dans des proportions équilibrées et est appelée lumière à spectre complet.

Pourquoi les LED rouges et bleues sont-elles utilisées pour les lampes de culture de toute façon ?

Graphe d’absorbance de la chlorophylle et des caroténoïdes dans un tube à essai. Il ne s’agit pas de l’absorption totale de la lumière par les plantes dans la vie réelle

Jusqu’à il y a quelques années, seules les LED rouges et bleues étaient disponibles pour les applications » haute puissance » (3 watts, 5 watts). Les premiers fabricants de lampes de culture ont donc utilisé les LED disponibles et ont fabriqué les premières lampes de culture à LED.

Pour soutenir l’utilisation des seules LED bleues et rouges pour l’horticulture, ils font référence aux graphiques d’absorption de la chlorophylle. Ces graphiques ne représentent pas l’ensemble du tableau et sont trompeurs. Ils sont basés sur l’absorption de la lumière par la chlorophylle extraite des feuilles et testée dans un tube à essai de laboratoire. Ils donnent à penser que la lumière verte n’est pas du tout absorbée par les plantes. C’est faux et c’est un argument construit pour soutenir la vente de lampes de culture LED rouges et bleues. En fait, toutes les couleurs de la lumière dans le spectre PAR contribuent à la photosynthèse et à la croissance, juste à des taux légèrement différents.

Un cultivateur expérimenté le saura. Par exemple, les ampoules HPS (High Pressure Sodium) ont été la source de lumière de culture préférée pendant des décennies. Les ampoules HPS produisent généralement environ 50 % de leur lumière dans le spectre vert. Si la lumière verte ne permettait pas la photosynthèse, 50 % de la lumière émise par les ampoules HPS serait inefficace. Ce n’est tout simplement pas le cas.

Quelle lumière les plantes absorbent-elles vraiment ?

Le spectre d’action de McCrees est la référence pour les taux d’absorption du spectre lumineux par les plantes

Dans les années 1970, un scientifique appelé McCree a déterminé les longueurs d’onde de la lumière qu’une plante peut absorber. Il a évalué l’efficacité quantique relative des différentes longueurs d’onde de la lumière sur la photosynthèse. En d’autres termes, il a enregistré le taux de croissance des plantes exposées à chaque longueur d’onde ou couleur de lumière.

McCree a découvert que les plantes utilisent toutes les parties du spectre PAR mais à des taux différents. L’efficacité quantique pour le rouge est proche de 100% d’efficacité alors que le bleu et le vert étaient moins efficaces, allant de 65% à 75%. Le spectre d’action de McCrees identifie les couleurs du spectre visible qui sont les meilleures pour la photosynthèse. Le spectre d’action de McCrees est la référence correcte pour évaluer la pertinence et l’efficacité de la sortie du spectre d’une lampe de culture.

Tests expérimentaux des effets de la lumière bleue, rouge et blanche (spectre complet)

Nous avons installé trois chambres de culture avec des plantes à fleurs et des comestibles productifs. Nous avons effectué une comparaison de croissance sous une lumière bleue, rouge et à spectre complet pendant trois semaines pour voir quelle croissance en résulterait. L’intensité lumineuse était la même dans chaque chambre de culture. Nous avons testé chaque chambre de culture avec un PAR (Photosynthetically Active Radiation) et ajusté la puissance de la lumière de culture et la hauteur de suspension pour nous assurer que chaque chambre avait le même niveau moyen de PAR.

Les résultats étaient très intéressants…

L’effet de la lumière bleue sur la croissance des plantes

Plantes fleuries et laitues cultivées sous lumière bleue. Croissance serrée et dense mais résultats de productivité et de rendement faibles

Les plantes fleuries sous lumière bleue ont continué à fleurir mais avec moins de vigueur que sous lumière rouge ou blanche. Les plantes fleuries n’ont pas poussé autant et avaient des pétales et des feuilles moins nombreux et plus petits.

Le taux de croissance de la laitue était très faible mais la croissance était compacte et la couleur d’un vert plus profond. Globalement, le rendement était inférieur à 50% des autres cultures.

L’effet de la lumière rouge sur la croissance des plantes

Plantes fleuries et laitues cultivées sous lumière rouge. Production élevée de fleurs et rendement mais plantes étirées

La lumière rouge était très bonne pour les plantes à fleurs et elles avaient le plus de fleurs et la plus grande taille de feuilles et de pétales. Cependant l’autre caractéristique des plantes cultivées sous lumière rouge est l’étirement. Les plantes à fleurs et la laitue se sont toutes deux allongées par rapport aux autres plantes cultivées. Cela signifie que les feuilles étaient plus longues et que les distances entre les nœuds ou les branches étaient plus grandes. Une plante avec de longues branches et des fleurs espacées ne produira pas autant de rendement dans un petit espace qu’une plante avec une croissance courte et dense.

Malgré l’étirement, la laitue avait des taux de croissance élevés et le rendement était le meilleur des trois tests. Cependant, l’épaisseur, la couleur et la compacité des feuilles n’étaient pas aussi bonnes que sous la lumière à spectre complet.

L’effet de la lumière à spectre complet (blanche) sur la croissance des plantes

Plantes fleuries et laitues cultivées sous lumière à spectre complet (blanche). Croissance très saine. Bonne production de fleurs, croissance dense, productivité et rendement élevés.

La lumière Full Spectrum était également excellente pour les plantes à fleurs et avait une qualité de fleurs et de feuilles similaire à la culture sous lumière rouge. La taille des feuilles était plus petite et la croissance était beaucoup plus dense, c’est-à-dire que les distances entre les pousses des branches étaient plus courtes. Cela signifie que la croissance sera plus compacte et plus productive dans un espace confiné comme une tente de culture. Le spectre MIGRO a 15% de lumière Bleue et a donc assez de lumière Bleue pour empêcher l’étirement mais pas trop pour réduire la productivité.

Le rendement de la laitue était à moins de 5% du rendement sous la lumière Rouge donc la productivité de la lumière à spectre complet était presque équivalente à la lumière ROUGE. Comme la lumière à spectre complet contient 45% de lumière verte, cela montre clairement que la lumière verte contribue à la croissance de la plante. Sinon, le rendement serait inférieur d’au moins 45 % à celui de la lumière rouge. La couleur des feuilles, l’épaisseur et l’aspect général de la laitue étaient bien meilleurs avec la lumière Full Spectrum par rapport aux autres cultures.

Alors, dans quelle couleur de lumière les plantes poussent-elles le mieux ?

Résultats de rendement (de gauche à droite) : Spectre complet 390g, Lumière rouge 409g, Lumière bleue 168g

Les résultats des tests démontrent qu’un peu de lumière bleue (environ 15%) est nécessaire pour garder une croissance dense et saine. En ce qui concerne le Rouge et le Vert, il semble qu’il y ait peu de différence dans les effets sur la croissance des plantes. Cela démontre que, bien qu’inconfortables à regarder, les lampes de culture LED rouges et bleues seulement (Burple) et les lampes de culture à spectre complet sont étroitement assorties pour l’efficacité de la croissance.

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