Quelle couleur de lumière convient le mieux à la culture des plantes ?

Quel est le meilleur spectre de lumière pour la croissance des plantes

Lorsqu’il s’agit de cultiver des plantes saines et dynamiques en intérieur, le spectre lumineux joue un rôle crucial. Les plantes nécessitent des couleurs ou un spectre de lumière spécifiques pour la photosynthèse et une croissance globalement saine.

La science derrière la lumière et la croissance des plantes

Avant de plonger dans les spécificités des différents spectres lumineux, il est essentiel de comprendre la science derrière la lumière et la croissance des plantes. Les plantes dépendent du processus de photosynthèse pour convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique (sous forme de glucose) et en oxygène qui alimente leur croissance.

La photosynthèse se produit principalement dans des structures cellulaires spécialisées appelées chloroplastes, où les pigments, comme la chlorophylle, captent l'énergie lumineuse. Cependant, toutes les longueurs d’onde de la lumière ne sont pas égales en matière de photosynthèse. Certains spectres sont plus efficaces pour piloter ce processus essentiel, et leur compréhension est essentielle pour une croissance optimale des plantes.

Quelles couleurs de lumière provoquent la croissance des plantes

Le rayonnement photosynthétiquement actif (PAR) est un concept crucial à comprendre pour les cultivateurs en intérieur, car il fait référence à la partie du spectre électromagnétique comprise entre 400 nanomètres (nm) et 700 nm ou la lumière bleue, verte et rouge, essentielle à la photosynthèse des plantes.

Cependant, toutes les longueurs d’onde de la lumière n’ont pas le même effet sur la photosynthèse. La courbe de McCree, également connue sous le nom de spectre d'action de McCree, est une représentation graphique de l'efficacité relative de différentes longueurs d'onde de lumière pour piloter la photosynthèse chez les plantes. Il a été développé par le botaniste américain Warren L. McCree dans les années 1970. Bien qu'elle soit un peu dépassée et imprécise pour tous les types de plantes, la courbe de McCree suggère que différentes longueurs d'onde de lumière ont différents niveaux d'efficacité dans la photosynthèse.

Vous pouvez voir sur la courbe de McCree qu'en général les photons rouges (600 nm à 700 nm) sont les plus efficaces sur le plan photosynthétique, les verts (500 nm à 600 nm) un peu moins efficaces et les bleus (400 à 700 nm) les moins efficaces.

Les photons UVA et rouge lointain contribuent également à la croissance des plantes, mais avec une efficacité réduite pour les longueurs d'onde à mesure que l'on s'éloigne de la plage PAR.

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

La lumière bleue, dont la dimension est comprise entre 400 et 500 nanomètres, joue un rôle crucial dans la croissance des plantes. La lumière bleue est la moins efficace sur le plan photosynthétique du spectre PAR, mais elle est essentielle pour réguler la forme des plantes.

L'augmentation du bleu maintient les plantes courtes et denses

La lumière bleue peut inhiber l’allongement de la tige, favorisant ainsi la croissance des plantes compactes et robustes. Ceci est particulièrement important pour empêcher la croissance sur pattes ou grêle des plantes d’intérieur. Moins de 5 % de lumière bleue dans le spectre donnera des plantes très « extensibles » ou hautes, ce qui n'est pas souhaitable dans un environnement de culture en intérieur. Augmenter le pourcentage de bleu dans le spectre à environ 15 % réduira la hauteur des plantes, mais une augmentation des quantités de bleu ne réduira pas davantage la hauteur des plantes.

Le rôle du feu vert dans la croissance des plantes

La lumière verte se situe entre 500 et 600 nanomètres environ. Si le feu vert est souvent considéré comme moins essentiel à la photosynthèse, ce n’est pas le cas. Le vert est plus efficace sur le plan photosynthétique que la lumière bleue et présente des avantages supplémentaires concernant la photosynthèse des plantes entières.

Pénétration de la lumière verte et photosynthèse

La lumière verte pénètre plus profondément dans les feuilles et la canopée des plantes, atteignant plus profondément chaque feuille et les feuilles inférieures qui pourraient ne pas recevoir autant de lumière bleue ou rouge. Ces feuilles inférieures peuvent toujours contribuer à la photosynthèse, améliorant ainsi la productivité globale des plantes.

La lumière verte se mélange au bleu et au rouge pour produire du blanc

Comme vous vous en souvenez peut-être à l'école, le mélange de la lumière bleue, verte et rouge donne une lumière blanche. Une lumière blanche claire est bénéfique pour le jardinier d’intérieur pour observer la santé des plantes. Il est beaucoup plus facile de détecter les parasites, les maladies, les carences en nutriments, etc. dans la lumière blanche de haute qualité des lampes de culture à LED que la lumière orange de HPS ou la lumière violette des lampes de culture à LED rouges et bleues utilisées dans le passé.

La lumière rouge est photosynthétiquement efficace

La lumière rouge, dont les longueurs d’onde varient d’environ 600 à 700 nanomètres, est un élément essentiel à la croissance des plantes. Les photons rouges sont les plus efficaces sur le plan photosynthétique et les cultivateurs en intérieur souhaitent donc maximiser la quantité de rouge dans le spectre de lumière de culture.

Le rouge représentera environ 30 à 40 % de toute sortie de spectre de LED blanches. Pour augmenter la proportion de photons rouges dans une lumière de croissance, des LED rouge foncé avec une longueur d'onde maximale de 660 nm peuvent être ajoutées.

Les diodes LED rouges de 660 nm sont non seulement efficaces sur le plan photosynthétique, mais elles sont également efficaces sur le plan électrique. Elles émettent plus de photons par watt que tout autre type de LED disponible dans le commerce. Par conséquent, l’ajout de rouges à 660 nm améliore à la fois l’efficacité électrique et photosynthétique d’un luminaire de culture à LED .

Lumière ultraviolette, UVA et UVB

Souvent appelée lumière UV en abrégé, la lumière ultraviolette fait partie du rayonnement électromagnétique présent dans la lumière naturelle du soleil. Chaque fois que vous vous exposez au soleil, vous êtes exposé aux rayons UV. Il est divisé en trois catégories différentes de longueurs d’onde : UVA, UVB et UVC. Il aide les plantes à pousser de plusieurs manières et peut également améliorer la puissance et la qualité globales de votre fleur. Mais, seulement certain Les types de lumière UV sont vraiment bénéfiques pour les plantes.

Les différents types de lumière UV

Les UVB et les UVA sont tous deux essentiels à la vie sur Terre, mais les UVC ne le sont pas. Il est filtré par la couche d’ozone et ne parvient jamais vraiment à nos plantes naturellement en extérieur. Les UVC sont extrêmement dangereux pour la vie et endommageront les cellules, provoquant la mort des organismes vivants en cas d'exposition élevée et pouvant provoquer le cancer. Puisque nous parlons en particulier de la lumière UV pour les plantes , nous allons aborder uniquement les deux types que vous devez connaître : les UVA et les UVB. Maintenant, décomposons les longueurs d'onde auxquelles chaque type de lumière apparaît.

L'ultraviolet A (UVA) maintient les plantes courtes et améliore la santé

L'ultraviolet A, ou lumière UVA, est un rayonnement électromagnétique dont les longueurs d'onde sont comprises entre 320 nm et 400 nm. Les UVA sont photosynthétiques à des longueurs d'onde plus élevées mais avec une efficacité relativement faible par rapport à la gamme PAR. Les UVA affectent la forme des plantes de la même manière que le bleu, c'est-à-dire qu'ils gardent les plantes courtes et denses.

Il n'a aucun effet nocif sur l'ADN et les UVA peuvent augmenter l'épaisseur de la paroi cellulaire et la santé, rendant la plante plus résistante aux UV intenses, aux parasites, à la moisissure et au mildiou.

Les ultraviolets B (UVB) améliorent la qualité des récoltes

Le prochain type de lumière ultraviolette est l’UVB, ou ultraviolet B. Ce type de lumière a des longueurs d’onde comprises entre 280 nm et 320 nm. Il contient environ un cinquième de 1 % de la lumière naturelle totale. Contrairement aux UVA, ils peuvent endommager l’ADN et sont connus pour avoir des effets cancéreux sur les humains et les animaux sous forme de coups de soleil.

Cependant, s'ils sont utilisés sur les plantes , les UVB augmentent la production de métabolites secondaires sous forme de flavonoïdes et de terpènes pour améliorer le goût et l'odeur de votre récolte.

Il n'est pas commercialement viable de fournir des photons UVB avec des LED, les luminaires UV fluorescents sont la méthode la plus efficace pour délivrer des UVA et des UVB dans votre salle de culture.

Far Red fait étirer les plantes

Le rayonnement électromagnétique rouge lointain est en dehors de la plage PAR et provoque la photosynthèse, mais avec une efficacité bien inférieure à celle du rouge. Il existe des LED rouges lointaines efficaces à 730 nm, elles sont donc souvent ajoutées pour faire pousser des lampes, mais elles peuvent avoir un effet indésirable.

Le rouge intense dans des proportions élevées (supérieures à 5 %) dans le spectre de lumière de culture peut provoquer un étirement des plantes en augmentant les distances internodales ou la distance entre les branches. Cependant, cela peut également provoquer une expansion des feuilles, c'est-à-dire des feuilles plus grandes, ce qui peut être bénéfique au début de la végétation pour étendre la canopée à un rythme plus rapide et capter plus de lumière.

Cependant, à notre avis, il n'y a pas d'argument solide en faveur de l'ajout de LED rouges lointaines au spectre de lumière de croissance, car la plupart des LED blanches émettent 3 à 5 % de leur puissance. Ceci est suffisant pour améliorer l’expansion des feuilles sans les effets négatifs de l’étirement des plantes.

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

Nous installons trois chambres de culture avec des plantes à fleurs et des produits comestibles productifs. Nous avons effectué une comparaison de culture sous une lumière bleue, rouge et à spectre complet pendant trois semaines pour voir quelle croissance en résulterait. L'intensité lumineuse dans chaque chambre de croissance était la même. Nous avons testé chaque chambre de culture avec un compteur PAR (rayonnement photosynthétiquement actif) et ajusté la puissance lumineuse de croissance et la hauteur de suspension pour nous assurer que chaque chambre avait le même niveau PAR moyen. Les résultats ont été très intéressants...

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

Plantes à fleurs et laitue cultivées sous lumière bleue. Croissance serrée et dense mais faibles résultats de productivité et de rendement

Les plantes fleuries sous lumière bleue ont continué à fleurir mais avec moins de vigueur que sous lumière rouge ou blanche. Les plantes à fleurs ne poussaient pas 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 foncé. Dans l'ensemble, le rendement était inférieur à 50 % de celui des autres cultures.

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

Plantes à fleurs et laitue cultivées sous lumière rouge. Production de fleurs et rendement élevés mais plantes étirées

La lumière rouge était très bonne pour les plantes à fleurs et elles avaient la plupart des fleurs et les plus grandes feuilles et pétales. Cependant, l’autre caractéristique des plantes cultivées sous lumière rouge est leur étirement. Les plantes à fleurs et la laitue s'étiraient toutes deux par rapport aux autres pousses. Cela signifie que les feuilles étaient plus longues et que les distances entre les nœuds ou les branches étaient plus longues.

Une plante aux longues branches et aux fleurs espacées ne produira pas autant de rendement dans un petit espace qu’une plante à croissance courte et dense. Malgré l'étirement, la laitue présentait 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 une lumière à spectre complet.

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

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

La lumière à spectre complet était également idéale pour les plantes à fleurs et avait une qualité de fleurs et de feuilles similaire à celle de la lumière rouge. Les feuilles étaient plus petites et la croissance était beaucoup plus dense, c'est-à-dire que les distances entre les pousses et les branches étaient plus courtes. Cela signifie que la croissance sera plus compacte et productive dans un espace confiné comme une tente de culture. Le spectre MIGRO contient 15 % de lumière bleue et contient donc suffisamment de lumière bleue pour éviter tout étirement, mais pas trop pour réduire la productivité. Le rendement de la laitue était inférieur à 5 % du rendement sous la lumière rouge, de sorte que la productivité de la lumière à spectre complet était presque équivalente à celle de 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 des plantes. Sinon, le rendement serait d'au moins 45 % inférieur à celui de la culture RED. 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, quel est le meilleur spectre global de lumière de culture ?

En fournissant le bon équilibre de lumière à vos plantes, vous pouvez garantir des jardins intérieurs sains, dynamiques et productifs. Heureusement, les LED blanches avec des rouges profonds de 660 nm offrent un bon équilibre entre bleu, vert et rouge pour une croissance courte et dense et une efficacité photosynthétique maximale.

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