L'un des facteurs les plus limitants dans la production de cultures en serre est la lumière et les variations saisonnières, et les limitations de la lumière peuvent inhiber la productivité des cultures. Dans les cultures en serre, les densités de plantation sont élevées et peuvent provoquer un ombrage indésirable d'une plante à l'autre et en profondeur dans le couvert végétal. Il peut donc y avoir des variations d'intensité lumineuse qui peuvent réduire les processus physiologiques et biochimiques de la plante, entraînant une baisse des rendements et de la qualité. Cependant, pour les légumes verts à feuilles et les herbes, l'effet de l'ombrage peut être minime. Pour les plantes grimpantes comme les tomates et les concombres et les plantes buissonnantes comme le cannabis, les intensités lumineuses sont considérablement réduites à l'intérieur de la canopée de la plante. Même si la lumière est absorbée par les feuilles situées au sommet de la canopée, l'ombrage des feuilles voisines réduit la lumière disponible pour les feuilles situées plus bas dans la canopée et la plante vit en deçà de son plein potentiel photosynthétique.
L'éclairage LED inter-canopée est devenu un choix de plus en plus populaire pour les producteurs de légumes en serre en raison de ses nombreux avantages. Ce type de système d'éclairage est conçu pour être installé entre les rangées de plantes et à l'intérieur du couvert végétal, fournissant un éclairage optimal pour les cultures tout en minimisant les ombres. L'éclairage inter-canopée est traditionnellement associé à un éclairage d'appoint, qu'il s'agisse de lampes à décharge à haute intensité (HID) comme les lampes à vapeur de sodium à haute pression (HPS) ou d'éclairages supérieurs à LED à haute efficacité énergétique, ou encore d'une combinaison de ces stratégies d'éclairage connue sous le nom de système d'éclairage hybride. Cependant, dans de nombreuses régions du monde, il existe des serres anciennes qui sont construites trop bas pour accueillir un éclairage par le haut et qui peuvent bénéficier d'un éclairage d'appoint inter-canopée à source unique. L'un des grands avantages de l'éclairage LED est que les producteurs peuvent placer ces lumières plus près de la plante sans énergie lumineuse rayonnante intense, comme les lumières HID, qui peuvent potentiellement brûler le feuillage des plantes si elles sont trop proches de la canopée de la plante. Ainsi, les producteurs peuvent utiliser les LED dans des endroits tels que l'intercanopée de la culture, afin d'augmenter la distribution de la lumière là où les cultures peuvent bénéficier le plus et augmenter la productivité des cultures. Dans cet article, nous allons explorer les avantages de l'éclairage LED inter-canopée pour les cultures maraîchères en serre et comment il peut aider à maximiser le rendement et la qualité.
L'un des principaux avantages de l'éclairage LED intercanopée est son efficacité énergétique. Les lampes LED consomment moins d'énergie que les systèmes d'éclairage traditionnels, tels que les lampes HID. Cela signifie que les serristes peuvent économiser de l'argent sur leurs factures d'énergie tout en fournissant à leurs cultures la lumière nécessaire à leur croissance et à leur développement. Le couplage de l'éclairage inter-canopée avec un éclairage supérieur LED ou une combinaison de lampes HPS peut encore avoir un impact significatif sur les économies d'énergie tout en distribuant plus de lumière dans la canopée de la culture en serre. En outre, la faible consommation d'énergie des lampes à LED se traduit également par une réduction des émissions de chaleur, ce qui peut contribuer à réguler les températures des serres et à réduire le besoin de systèmes de refroidissement supplémentaires. Des recherches antérieures ont démontré que l'éclairage LED en toplight avec un éclairage inter-canopée avait des effets positifs sur la consommation d'énergie.
une meilleure consommation d'énergie indiquant que l'efficacité de la conversion électrique en biomasse de fruits était 75 % plus élevée qu'avec l'éclairage aérien HPS.
Un autre avantage de l'éclairage LED intercanopée est sa capacité à fournir une distribution lumineuse cohérente dans l'ensemble de la serre. Les systèmes d'éclairage traditionnels peuvent provoquer des ombres, ce qui peut entraîner une croissance inégale des plantes et une réduction des rendements. Par exemple, il a été démontré que les applications d'éclairage inter-canopée permettaient de
réduire l'ombrage entre les canopées dans les cultures de vigne en serre à haute densité. L'éclairage LED inter-canopée peut toutefois assurer une distribution uniforme de la lumière, garantissant que toutes les plantes reçoivent la même quantité de lumière. Des recherches antérieures ont démontré que l'éclairage inter-canopée en combinaison avec l'éclairage LED supérieur avait plus d'efficacité que l'éclairage LED supérieur.
absorption uniforme de la lumière que l'un ou l'autre des systèmes d'éclairage en soi. Toutefois, les producteurs doivent tenir compte de la position et de la quantité de lampes LED inter-canopée pour maximiser l'absorption de lumière dans la canopée.
L'éclairage LED inter-canopée est également très personnalisable, ce qui permet aux producteurs d'ajuster le spectre lumineux en fonction des besoins spécifiques de leurs cultures. Des cultures différentes nécessitent des niveaux d'intensité et de qualité de lumière différents, et l'éclairage LED intercanopée peut être ajusté pour répondre à ces exigences. Cela signifie que les producteurs peuvent adapter leurs systèmes d'éclairage pour favoriser la croissance et maximiser le rendement de leur culture de vigne en serre. Outre ces avantages, l'éclairage LED intercanopée favorise également la croissance uniforme des cultures. Cela signifie que toutes les plantes de la serre reçoivent la même quantité de lumière, ce qui se traduit par une croissance et un développement cohérents. Ceci est particulièrement important pour les cultures de vignes qui sont récoltées pour leurs fruits, car une croissance uniforme garantit que tous les produits sont de la même qualité et de la même taille. Un autre avantage de l'éclairage LED intercanopée pour les cultures maraîchères en serre est sa capacité à favoriser la photosynthèse. La photosynthèse est le processus par lequel les plantes convertissent la lumière du soleil en énergie, et elle est essentielle pour la croissance des plantes et la production de nutriments. L'éclairage LED intercanopée fournit le spectre lumineux idéal pour la photosynthèse, garantissant que les plantes peuvent maximiser leur production d'énergie et la synthèse des nutriments. Des recherches antérieures ont indiqué que l'éclairage inter-canopée en
plants de concombre une augmentation de l'efficacité photosynthétique conduisant à une augmentation de la masse foliaire par surface et de l'allocation de la masse sèche. Ainsi, il a été démontré que l'éclairage intercanopée peut potentiellement augmenter l'efficacité de l'utilisation de la lumière par assimilation. Le système d'éclairage LED intercanopée garantit que les cultures reçoivent la quantité de lumière idéale pour leur croissance et leur développement, ce qui se traduit par des rendements plus élevés. Par exemple, l'éclairage intercanopée déployé dans
poivrons a permis d'augmenter les taux de photosynthèse et d'accroître de manière significative le rendement des fruits d'environ 30 %, mais il n'y a pas eu de changements significatifs dans la taille ou le poids des fruits. Dans une autre étude réalisée avec des
tomateIl a été démontré que l'éclairage LED supplémentaire entre les canopées augmentait le rendement et la teneur en sucre des fruits. L'éclairage LED intercanopée est également connu pour améliorer la valeur nutritionnelle des cultures de légumes en serre. En fournissant un spectre lumineux optimal, l'éclairage LED intercanopée peut augmenter la concentration de vitamines, de minéraux et d'antioxydants dans les cultures. Par exemple, l'éclairage LED intercanopée
augmentation des nutriments minéraux comme le potassium, le magnésium et le calcium dans les tissus des fruits de la tomate. Des études ont montré que l'éclairage LED peut améliorer la
qualité nutritionnelle L'éclairage inter-canopée permet d'améliorer la qualité des cultures en augmentant les niveaux d'acide ascorbique (vitamine C), de caroténoïdes et de polyphénols. Par exemple, l'éclairage inter-canopée a augmenté l'acide ascorbique et les sucres solubles jusqu'à 9 % dans les fruits du poivron rouge et du poivron jaune. En outre, les concentrations de caroténoïdes ont été multipliées par trois lorsque l'on compare l'éclairage inter-canopée à l'absence d'éclairage inter-canopée. Ces résultats sont particulièrement importants pour les plantes cultivées dans des serres où la lumière naturelle est limitée.
L'éclairage LED intercanopée, dont la puissance est inférieure à celle de l'éclairage LED supérieur, peut être un bon moyen d'augmenter la lumière pour les cultures de cannabis sans dépasser la puissance en watts, comme c'est le cas avec les systèmes LED d'éclairage supérieur. Compte tenu de la puissance limitée, les cultivateurs vont soit installer un nombre limité d'appareils d'éclairage supérieur à LED de forte puissance, soit davantage d'appareils d'éclairage supérieur de faible puissance. Ces derniers ont des limites car ils peuvent créer de l'ombre ou ne pas donner aux producteurs la quantité de photons dont ils ont besoin pour maximiser les rendements. L'éclairage inter-canopée peut donc contribuer à atténuer ces problèmes en ajoutant plus de photons efficacement dans la canopée, où les plantes peuvent maximiser la photosynthèse et augmenter les rendements. Cependant, de nombreuses questions de recherche doivent être résolues, telles que 1) quel pourcentage de lumière doit être distribué dans la canopée du cannabis, 2) quel est le meilleur spectre pour l'éclairage intercanopée du cannabis, 3) quelle intensité est nécessaire pour obtenir la meilleure qualité de bourgeons, les meilleurs rendements et la meilleure production de cannabinoïdes/terpènes, et 4) l'éclairage intercanopée peut-il augmenter la masse des bourgeons de qualité A, B et C sans diminuer la production de cannabinoïdes/terpènes.En conclusion, l'éclairage LED intercanopée est un système d'éclairage très efficace pour les cultures en serre et en intérieur. Sa capacité à fournir une distribution lumineuse cohérente, un spectre lumineux personnalisé et à promouvoir la photosynthèse, une croissance uniforme et la valeur nutritionnelle, tout en fournissant une puissance inférieure en watts, en fait une option intéressante pour les cultivateurs qui cherchent à maximiser le rendement et la qualité tout en minimisant les coûts et l'impact sur l'environnement. Au fur et à mesure que la technologie s'améliore, l'éclairage LED intercanopée devrait devenir encore plus avancé, offrant aux producteurs encore plus d'avantages et d'opportunités pour optimiser leur production de cultures. Dans notre prochain billet sur l'éclairage intercanopée, nous explorerons la physiologie et la biochimie et comparerons d'autres études aux résultats de nos recherches internes sur les cultures de vigne et de cannabis.
DR. CASEY BRICKMAN
Scientifique senior, directeur de recherche Amérique du Nord
Casey Barickman dirige l'initiative nord-américaine d'agriculture commerciale chez Fluence en tant que scientifique principal. Son expérience des systèmes à environnement contrôlé, de l'éclairage horticole, de la physiologie, de la nutrition et de la biochimie des plantes s'inscrit dans la mission de Fluence, qui consiste à mener des recherches de pointe sur l'éclairage afin d'explorer les interactions entre la lumière, l'environnement et les plantes.
