Effets d’une concentration élevée de CO2 et de la qualité spectrale de la lumière sur les échanges gazeux des plantes de tomate

© Lanoue et al., 2018. Lorsqu’on accroît les niveaux de lumière ou de CO2 dans les installations de production végétale en environnement contrôlé, la biomasse et le rendement augmentent généralement en raison de la photosynthèse accrue. Grâce à de récentes avancées, les diodes électroluminescentes (DEL) peuvent maintenant être utilisées de façon rentable comme éclairage d’appoint dans les serres et comme seule source d’éclairage dans les chambres à environnement contrôlé. Dans cette étude, nous avons cultivé des plantes de tomate en conditions de CO2 ambiant (CA) et de CO2 élevé (CE), puis nous les avons exposées à divers traitements de CO2 et d’éclairage durant les mesures sur la plante entière et au niveau d’une feuille. Les plantes cultivées dans des conditions de CE ont atteint le stade de la première fleur huit jours plus tôt et avaient une taille d’environ 15 cm plus grande que celles cultivées dans des conditions de CA. Par contre, les plantes CA avaient une plus grande surface foliaire, mais un poids sec semblables à celui des plantes CE. Les teneurs en chlorophylles a et b ainsi qu’en caroténoïdes par unité de surface foliaire étaient plus faibles chez les plantes CE. Les analyses de plantes entièresont montré que, pour tous les traitements de CO2, les plantes exposées aux lampes à sodium haute pression, aux diodes électroluminescentes (DEL) rouge bleu et aux DEL rouge blanc présentaient un taux de photosynthèse, un taux de respiration et un gain journalier de carbone semblables. Les taux de transpiration diurnes étaient semblables pour tous les types d’éclairage et dans toutes les conditions de CO2. L’efficacité d’utilisation de l’eau (EUE) diurne était plus élevée chez les plantes CE. De même, l’EUE était plus élevée chez les plantes CA exposées à des conditions de CO2 élevé à court terme que chez les plantes CA cultivées et exposées à des conditions de CO2 ambiant dans tous les traitements d’éclairage. Dans toutes les conditions de CO2, l’EUE des plantes exposées aux DEL rouge blanc ou rouge bleu était inférieure à celle des plantes exposée à l’éclairage au sodium haute pression. L’évaluation des changements dus à la concentration de CO2 et à la qualité de la lumière sur la plante entière, pas seulement sur une seule feuille, nous permet de mieux comprendre les interactions entre ces deux paramètres dans la production en environnement contrôlé. Les analyses en composantes principales des données sur la plante entière et des données sur une feuille indiquent que la hausse de la concentration de CO2 a un effet plus marqué sur la photosynthèse et l’EUE que sur la transpiration.