Optimisation de la distribution verticale du spectre lumineux pour améliorer le rendement et la qualité de la production de légumes-fruits de serre

Chez les plantes, différents spectres lumineux déclenchent différents processus de croissance. Le spectre lumineux optimal peut donc varier selon les processus de croissance des plantes, comme la croissance des feuilles et des fruits. Les légumes-fruits de serre, comme les tomates, les concombres et les poivrons, sont des cultures de grande taille; la majeure partie de la croissance des feuilles se produit dans les parties supérieure et centrale des plantes alors que la production de fruits se produit dans les parties centrale et inférieure. Par conséquent, des profils optimisés de distribution verticale du spectre lumineux pourraient être élaborés pour améliorer la croissance végétative et générative ainsi que la qualité des fruits. La disponibilité des diodes électroluminescentes (DEL, à compositions spectrales étroites et à faible température de surface pour une application à l’intérieur du couvert végétal) a rendu cela possible. Un projet de recherche a été lancé en 2013 en vue d’optimiser la distribution spectrale verticale d’un éclairage d’appoint pour la production de légumes-fruits de serre. Quatre essais hivernaux (d’octobre à mai) ont été menés de 2013 à 2017 dans une grande serre (200 m2). La serre a été divisée en 4 sections (50 m2/section) de manière à ce que 2 compositions du spectre lumineux de plafond (au-dessus du couvert végétal) puissent être appliquées à raison de 2 répétitions. Quatre différentes compositions du spectre lumineux à l’intérieur du couvert végétal, fournies par des DEL, ont été appliquées à 4 parcelles à l’intérieur de chaque section. Au total, 8 régimes de distribution verticale du spectre lumineux ont été mis à l’essai. Une même quantité de lumière zénithale et de lumière à l’intérieur du couvert végétal a été appliquée aux 8 régimes verticaux. Les régimes verticaux d’éclairage ont donné des différences significatives en ce qui concerne la photosynthèse foliaire, la taille des feuilles, le rendement fruitier et la qualité des tomates, des concombres miniatures et des poivrons de serre. Des régimes d’éclairage verticaux adéquats ont été déterminés pour des systèmes d’éclairage hybrides (lampe de plafond à décharge à haute intensité + lampes à DEL disposées à l’intérieur du couvert végétal) ainsi que pour des systèmes d’éclairage uniquement composés de lampes à DEL (lampes de plafond + lampes à DEL disposées à l’intérieur du couvert végétal). Cette étude a clairement démontré qu’il est possible de mettre au point des profils optimisés de distribution verticale du spectre lumineux qui permettent d’améliorer la croissance des plantes, le rendement et la qualité des fruits dans la production de tomates, de concombres miniatures et de poivrons de serre à l’année avec un éclairage d’appoint.