Éclairage des serres : une lumière intense pour des produits de fort calibre

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Lorsqu'il s'agit de serres, tous les systèmes d'éclairage ne sont pas égaux selon Xiuming Hao (Ph. D.), un chercheur au service d'Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC). M. Hao étudie comment un éclairage de qualité peut améliorer la croissance et la valeur nutritionnelle des plantes au Centre de recherche et de développement de Harrow.

Les serres munies de systèmes d'éclairage éconergétiques d'appoint permettent aux producteurs canadiens de cultiver des fruits et légumes de qualité supérieure à longueur d'année. Elles les aident aussi à maintenir leur part de marché et permettent au Canada de tenir tête à la concurrence sur les marchés nationaux et internationaux. Cependant, comme le Canada a une faible lumière naturelle toute l'année, le manque d'éclairage ambiant nuit à la production en serre, surtout durant les mois d'hiver. La solution consiste à utiliser un éclairage artificiel, mais les cultures se développement et croissent différemment lorsqu'elles sont exposées à des sources lumineuses de remplacement. En outre, les systèmes d'éclairage artificiel ne sont pas tous égaux.

« La qualité de l'éclairage a trait à la distribution réelle du spectre de la lumière, un facteur qui influe largement sur la croissance des plantes, le rendement fruitier, la qualité des fruits et la production de composés bénéfiques pour la santé, explique M. Hao. La façon dont la distribution spectrale de la lumière améliore la croissance des plantes, le rendement fruitier et la qualité des fruits n'a pas fait l'objet d'études approfondies. »

Ce domaine de recherche demeure largement inexploré parce qu'il n'y avait aucune solution de rechange pour les sources de lumière conventionnelles des serres, c'est à dire les lampes à vapeur de sodium à haute pression (HPS). Les lampes HPS émettent une lumière à spectre étendu qui rend difficile l'obtention de profils de distribution spectrale précis aux fins de la recherche. Toutefois, il est maintenant possible d'y arriver grâce à la mise au point de diodes électroluminescentes ou DEL.

D'après M. Hao, la croissance des plantes, le rendement fruitier et la qualité des fruits dépendent non seulement de la quantité de lumière mais aussi de la qualité de l'éclairage (distribution spectrale). La distribution spectrale peut également influer sur la production de certains composés dans la plante, notamment d'antioxydants. M. Hao et son équipe analysent les effets de différents profils de distribution spectrale de la lumière sur la croissance des plantes, le rendement fruitier et la teneur en antioxydants, en collaboration avec l'équipe du chercheur Rong Cao (Ph. D.) au Centre de recherche et de développement de Guelph. Ils ont déterminé le profil de distribution spectrale optimal pour induire la production d'antioxydants dans les concombres miniatures.

« Nous étudions divers profils de distribution spectrale verticale pour déterminer ceux qui améliorent le rendement fruitier et la valeur nutritionnelle des légumes de serre. Notre but ultime est d'élaborer des stratégies de production annuelle durable pour optimiser l'éclairage, le rendement fruitier et les caractères des fruits de façon à aider l'industrie canadienne des cultures de serre. »

- Xiuming Hao (Ph. D.), chercheur principal spécialiste de l'éclairage des serres, Agriculture et Agroalimentaire Canada

Entre autres avantages, les lampes à DEL ont une température de surface peu élevée. Cela veut dire qu'on peut les placer directement dans le couvert d'une culture sans endommager les plants, contrairement aux lampes HPS conventionnelles qui sont habituellement suspendues au dessus des cultures. En plaçant les lampes à DEL à l'intérieur du couvert végétal, on permet à une plus grande quantité de lumière d'atteindre les plants tout en assurant l'utilisation la plus efficace possible de l'énergie. Les lampes à DEL sont de 30 à 80 pour cent plus efficaces que les lampes HPS.

Un des principaux objectifs de la recherche menée par AAC est d'accroître la rentabilité du secteur agricole en améliorant les propriétés nutritionnelles de ses produits grâce à l'innovation scientifique. AAC aide ainsi à offrir un éventail de choix santé aux Canadiens et à créer de nouveaux débouchés commerciaux pour les agriculteurs et les fabricants de produits alimentaires du Canada. Les travaux sur l'éclairage des serres ont été financés par le programme Agri innovation des cadres Cultivons l'avenir 1 et Cultivons l'avenir 2 d'AAC et par l'association Ontario Greenhouse Vegetable Growers.

Voici une vidéo sur la recherche sur l’éclairage des serres.

Faits saillants

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Lampes à DEL placées dans le couvert de plants de concombre.
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Lampes à DEL placées dans le couvert de plants de tomate.
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