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la lumière et les plantes

Eclairage horticole (sous abris ou d’intérieur)

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éclairage en hydroponieLes plantes vertes et la lumière :

La photosynthèse est un processus photochimique où l’énergie lumineuse (solaire) est convertie en énergie chimique,utilisable par la plante.

Cette énergie est utilisée pour le prélèvement et la transformation de substances minérales en substances organiques. La photosynthèse est donc le processus à la base de la production de matière végétale.

Le bilan de la photosynthèse est le suivant:

6 CO2 + 12 H2O + ( Énergie lumineuse) => C6H12O6 +6 H2O + O2***

L’usine dans laquelle s’opèrent ces transformations est la feuille. Le début de la chaine de production, commence dans le chloroplaste. C’est au cœur de cet atelier (à la surface des thykaloïdes) que la réaction démarre. Les rayons lumineux excitent la chlorophylle et la magie de la photosynthèse peut s’opérer.

On pourrait expliquer précisément le mécanisme de la photosynthèse (Photolyse de l’eau, cycle de Calvin) mais le but est de comprendre grâce au bilan de photosynthèse que la lumière est, avec l’eau et le CO2, à la base de la vie végétale. (et par conséquent animale.). La lumière est donc un facteur environnemental de la plus importance pour les plantes. (la température également, le taux de CO2)

Les plantes ont des besoins en lumière très différents. Ils varient selon plusieurs facteurs:

– Le type de plantes: (d’ombre ou de lumière)

– Du stade de croissance (semis, croissance végétative,maturation)

– Facteurs extérieurs (température, teneur en CO2 dans l’air, hygrométrie, disponibilité en eau aux racines)

Et la lumière fut! Fiat lux

La lumière est la partie visible par l’œil humain du spectre électromagnétique (émis par le soleil dans notre cas). Ce spectre se compose d’ondes qui « vibrent » plus ou moins rapidement et qui ont des caractéristiques propres.

Si on classe ces ondes par ordre de fréquence décroissante, (où par énergie décroissante), nous avons: les rayons X, les rayons gamma, les ultraviolets, la lumière visible, l’infrarouge, les ondes radar et les ondes radio.

La lumière visible désigne les ondes comprises entre les longueurs d’onde 380 (violet)et 780 nm (rouge). La décomposition de la lumière visible à l’aide d’un prisme fait ressortir les couleurs de l’arc en ciel. (Un peu comme la couverture de l’album « The dark side of the moon » des Pink Floyd )

Schéma lumière visible et onde électromgnétqiue:http://fr.wikipedia.org/wiki/Image:Spectre.svg

La lumière peut aussi être interprétée comme un déplacement de photons (molécules immatérielles) se déplaçant à vitesse élevé dans le vide (299 792 km/s) Merci Einstein…

Besoins en lumière : intensité lumineuse

Différence entre les plantes sciaphiles et héliophiles

Toutes les plantes n’ont pas les mêmes besoins en terme d’intensité lumineuse.

(L’intensité lumineuse est exprimé en Lux et correspond à une mesure de la lumière perçu par l’œil humain d’un flux lumineux sur une surface. Cependant, les plantes ont une autre sensibilité que l’œil humain. C’est pour cela qu’il est préférable de raisonner en terme d’énergie ou de puissance)

Certainement plantes comme les fougères, le cacao, le café demande peu de lumière,. Elles sont qualifier de sciaphiles.
Les plantes de plein champs, ou héliophiles, (céréales, plantes maraîchères) quant à elles demandent une intensité lumineuse plus importante.

La différence entre ces plantes réside dans le point de compensation pour la lumière, ou la photosynthèse (production de sucres) et la respiration (transformation des sucres en énergie) sont en équilibre. Pour simplifier, le besoin en lumière d’une plante dépend de l’équilibre entre la dégradation des sucres issue de la photosynthèse et leur fabrication.

Le rendements énergétique n’est donc pas le même selon ces deux types de plantes. (énergie utilisée pour produire une même masse végétale ). La conversion en énergie chimique est meilleurs chez les plantes d’ombres (sciapiles) que les plantes de soleil (héliophiles)

Les plantes cultivées en hydroponie sont pour la plupart des plantes de lumière et demandent donc un éclairage intense. C’est pour cette raison que les serres de production de légumes (tomates, concombres) sont conçu pour permettre un bon éclairement des cultures (Les matériaux de couvertures ont une bonne transmission de la lumière, les structures hautes limitent les zones d’ombres).

Les hautes intensité lumineuses induisent une augmentation de l’intensité photosynthétique, pourvu que d’autre facteurs environnementaux y soit favorable (température de l’air, teneur en CO2 dans l’air , etc.)

Cette hausse de l’activité photosynthétique se traduit pour l’horticulteur par une hausse de rendement.

Intégrer les schéma 2,3,5 pages 114 les bases de la productions végétales.

Les jardiniers disposant de systèmes hydroponiques sous abris horticoles (serres, tunnels) profitent de la source lumineuse la plus intense: le soleil.

Cette «grosse  lampe » suspendue au milieu notre système solaire nous fournit près de 100 000 lux au Zénith! Par ciel couvert, cette intensité chute à 25 000 lux.

Pour comparaison, l’intensité lumineuse est de 1 000 à 10 000 lux dans les serres de production horticoles,de 3000 à 10 000 sur une table d’opération chirurgicale (même si quand on est dessus il fait souvent noir…) 800 lux dans les laboratoires, 400 lux dans les salles de classe, 50lux dans les ascenseurs et 0,2 lux la par nuit de pleine lune .

Cependant, il arrive que l’éclairement sous abris ne soit pas suffisant pour une culture gourmande en lumière, ou une étape de la croissance.

Le faible éclairement causé par plusieurs facteurs (la latitude bien sûr, les matériaux de couvertures de la serres, les zones d’ombres) peut imposer la mise en place d’un éclairage d’appoint.

Ce complément de lumière est souhaitable pour les végétaux à hautes valeurs ajoutées (dans les serres de multiplications, avec des jeunes plants cultivés avec une plus grande densité) et les plantes réagissant positivement à un apport de lumière: c’est le cas par exemple pour certaine plantes annuelles comme les sauges, cosmos, dalhia, nigelles. D’autres, comme les lobélias, ne profitent de cet éclairage pour produire plus de matières végétales.

L’éclairage d’appoint est utilisé en hiver dans les pays d’Europe du Nord, Canada, pour établir un niveau d’éclairement suffisant et compléter la lumière naturelle. Cet éclairage artificiel permet de se substituer aux variations de l’éclairement naturel et de produire des végétaux de meilleurs qualité et plus précocement. Par exemple le temps de production des sauges peut être réduit d’un mois, en utilisant un éclairage photosynthétique. Cela permet de gagner de l’espace précieux pour une autre culture.

Le gain de lumière apporté par l’éclairage d’appoint doit s’observer sur les végétaux: les plantes sont plus touffus, avec des entre-nœuds plus courts et sont plus vigoureuses,

L’éclairage artificiel apporté en complément de la lumière naturelle varie en moyenne de 5 à 20W par m² de culture.(Un dispositif d’éclairage H.P.S de 400W tout les 5 mètres)

Source :
Hydrobox Team
Prof Gilberto

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