Améliorer la production de tomates grâce à l'éclairage dynamique

Améliorer la production de tomates grâce à l'éclairage dynamique

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January 15, 2024
Améliorer la production de tomates grâce à l'éclairage dynamique

Dans le secteur en pleine évolution de la technologie agricole, l'éclairage dynamique constitue un progrès décisif pour la culture des tomates en serre. Adaptée aux besoins spécifiques des différents cultivars de tomates, cette solution innovante améliore la qualité et le rendement des fruits, tout en réduisant la consommation d'énergie. Cette étude de cas dévoile une approche innovante qui intègre une technologie de pointe et des pratiques respectueuses de l'environnement, redéfinissant ainsiles critères de la production moderne de tomates en serre.

Gradation de la lumière pendant l'entre-saison

Pour les producteurs qui souhaitent bénéficier d'un éclairage complémentaire pour une production estivale (mise en terre en janvier, plantes retirées durant le mois de décembre), l'éclairage dynamique peut permettre une récolte plus rapide des fruits et un maintien de la production tout au long de la saison, tout en limitant la consommation d'énergie électrique.

Au printemps, lors de l'installation d'un éclairage la lumière naturelle fluctue beaucoup et peut rapidement conduire à un sur-éclairage ou à un sous-éclairage de la culture si le producteur est limité à des fonctions de gradation par paliers. Avec un éclairage dynamique, les producteurs peuvent mettre en place un éclairage pendant les mois d'hiver tout en réglant leur système d'éclairage de manière qu'il soit très réactif aux conditions de lumière naturelle, afin d'éviter de dépenser de l'argent inutilement et de causer des dommages photographiques aux cultures.

Adapter la stratégie d'éclairage en fonction du cultivar

Le secteur de la tomate de serre se caractérise par sa diversité. Les types de tomates les plus répandus sont les tomates beefsteak, les tomates sur pied, les tomates cerises, les tomates raisin, les tomates romaines et les tomates de spécialité. Chaque type de tomate comprend au moins deux variétés dominantes, ce qui donne plus de 21 variétés commerciales de tomates, tous types de fruits confondus. Ce nombre est probablement plus élevé en raison de la plus grande variété de petits types de tomates (c'est-à-dire raisin et cerise), de variétés exclusives et d'autres encours d'essai. Chaque variété a un profil unique en ce qui concerne le mode de croissance, le moment de la récolte et la taille, la couleur et la saveur des fruits. Comme Sollum® l'a expérimenté dans la production commerciale de poivrons, les variétés ont des besoins uniques en matière d'éclairage d'appoint et bénéficient de stratégies d'éclairage dynamiques et adaptées.

Une étude (20 semaines) menée à l'Université de Wageningen a étudié la réaction de deux variétés de tomates à différents pourcentages de photons rouges du spectre lumineux global. Cette étude a montré que la réponse de la culture était effectivement spécifique au cultivar, un pourcentage croissant de lumière rouge entraînant une diminution de la masse fraîche et sèche des fruits pour Merlice, mais aucune différence significative pour Brioso. Les chercheurs, qui ont utilisé un système d'éclairage dynamique pour l'étude, notent que les serristes doivent prendre en compte les compromis potentiels entre l'efficacité des luminaires et le rendement des cultures. Avec l'éclairage dynamique, les producteurs peuvent ajuster le pourcentage de lumière rouge en fonction des besoins de la variété à tout moment. Cela leur permet de tirer le meilleur parti de chaque cultivar tout au long de la saison et de s'adapter aux nouveaux cultivars d'une saison à l'autre.

La mise en place d'un éclairage dynamique DEL, tel que la solution proposée par Sollum, offre aux producteurs un avantage considérable. Un seul système d'éclairage pour créer une multitude de zones de lumière. Chacune de ces zones peut être personnalisée avec des photopériodes, des intensités et des spectres adaptés à chaque variété de plantes, le tout en temps réel. Cette flexibilité permet aux producteurs d'exploiter au maximum le potentiel génétique de chaque variété, optimisant ainsi la croissance et la qualité des cultures.

Prévention de l'étiolement et équilibre des cultures

Les incidents météorologiques prolongés et les changements de saison peuvent réduire de manière significative la quantité et l'intensité de la lumière fournie aux cultures sous serre, ce qui pousse les plantes à s'étirer à la recherche de la lumière du soleil. Cette étiolation due à la faible luminosité produit des tiges faibles qui peuvent avoir du mal à supporter les fruits en développement. L'étiolement se caractérise également par de petites feuilles, de longs entrenœuds et une couleur jaune pâle.

De décembre 2022 à février 2023, certaines régions de l'est du Canada ont connu les niveaux de lumière naturelle les plus bas depuis 1940. Pour les producteurs de tomates, cela a eu comme conséquence, une élongation des tiges qui pouvait facilement déséquilibrer la plante. Grâce à l'éclairage dynamique, les producteurs de tomates ont pu contrer l'étiolement en mettant en place des niveaux élevés de lumière bleue pour rétablir une longueur d'entre-nœud et un diamètre de tige optimaux.

Le spectre ajustable qu'offre l'éclairage dynamique est un atout considérable pour lutter contre l'étiolement lorsque le niveau de lumière naturelle est faible.

Au delà du volume, il s'agit de redonner aux tomates leur valeur nutritive.

Le profil génétique des variétés de tomates affecte fortement la composition chimique du fruit et donc sa qualité nutritionnelle. Les tomates sont une source importante d'antioxydants, qui sont des biomolécules produites en réponse aux conditions environnementales, y compris la qualité de la lumière. Par exemple, des études ont démontré que le pourcentage de lumière rouge et bleue au début de la floraison stimule la biosynthèse du lycopène dans les fruits de la tomate. Le lycopène est un pigment caroténoïde responsable de la couleur rouge des tomates et de leur capacité antioxydante. Le lycopène a été décrit comme l'un des antioxydants naturels les plus puissants.

Les variétés jaunes et orange attribuent la couleur du fruit à une concentration plus élevée de caroténoïdes non glycopéniques, notamment le bêta-carotène et le delta-carotène. De même, la plupart des variétés de tomates brunes / violettes produisent un dérivé de la chlorophylle qui se mélange au lycopène pour donner une chair foncée. Un autre antioxydant remarquable est l'anthocyane, une classe de pigments hydrosolubles bleus, rouges ou violets que l'on trouve dans les feuilles et les tiges des tomates. De nouvelles méthodes de sélection ont permis d'introduire des gènes liés à l'anthocyanine dans des variétés commerciales afin de favoriser son accumulation dans la peau du fruit et d'améliorer ainsi la qualité nutritionnelle des tomates. Par exemple, Norfolk Plant Sciences a annoncé en juillet 2023 qu'elle introduirait une gamme de produits à base de tomates pourpres qui sont conçues pour produire des niveaux élevés d'anthocyanine. La production d'anthocyanine est étroitement liée à la qualité de la lumière et il a également été démontré qu'elle stimule la production d'autres composés bénéfiques, notamment les caroténoïdes et les polyphénols.

Par exemple, des recherches menées par la South China Agricultural University ont montré que 100 umol/m2/s de lumière bleue par impulsions au début de l'anthèse (floraison) augmentait la biosynthèse du lycopène, des composés phénoliques totaux, des flavonoïdes, de la vitamine C et des sucres solubles. Bien que tousles traitements aient augmenté l'activité antioxydante globale de la tomate, les chercheurs ont constaté des résultats positifs lorsque le traitement à la lumière bleue était pulsé pendant 30 minutes, puis interrompu pendant 8minutes.

Vu le lien apparent entre la production d'antioxydants et la qualité de la lumière, un producteur de tomates peut utiliser l'éclairage dynamique DEL pour améliorer la qualité nutritionnelle des tomates en mettant en place des recettes de lumière stimulant les antioxydants à des moments précis du cycle de culture.

Sommaire

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Références

He, R., Wei,J., Zhang, J., Tan, X., Li, Y., Geo, M., Liu, H. 2022. Supply blue lightfrequencies improve ripening and nutritional qualities of tomato fruits.Frontiers in Plant Science. 13:888976. https://doi.org/10.3389%2Ffpls.2022.888976

Kusuma, P.,Ouzounis, T., Hawley, D., Kerstens, T., Marcelis, L.F.M, Heuvelink, E. 2023. Onthe pros and cons of red photons for greenhouse tomato production: increasingthe percentage of red photons improves LED efficacy but plant responses arecultivar-specific. The Journal of Horticultural Science and Biotechnology.98(4). https://doi.org/10.1080/14620316.2022.2147101

Source: Les Serres Point du Jour, Québec (Canada)

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