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Que sont les lampes de culture: conseils d'utilisation des lampes de culture sur les plantes

Que sont les lampes de culture: conseils d'utilisation des lampes de culture sur les plantes


Par: Mary H. Dyer, rédactrice de jardin accréditée

Que sont les lampes de culture? La réponse facile est que les lampes de culture agissent comme des substituts de la lumière du soleil pour la culture des plantes à l'intérieur. Lisez la suite pour obtenir des informations de base pour vous aider à démarrer.

Types de lampes de culture

Tubes fluorescents - Parce qu'elles sont peu coûteuses, faciles à utiliser et facilement disponibles dans une variété de tailles et de formes, les lampes de culture fluorescentes sont le premier choix pour de nombreux jardiniers amateurs. Les lampes fluorescentes, qui fournissent de la lumière principalement sur l'extrémité bleue du spectre, sont froides au toucher, elles peuvent donc être utilisées en toute sécurité au-dessus des semis tendres. Les lampes fluorescentes compactes sont idéales pour le jardinage de petits espaces. Vous pouvez également utiliser de nouvelles lampes de culture fluorescentes à spectre complet qui, parce qu'elles fournissent de la lumière aux deux extrémités du spectre, sont très proches de la lumière naturelle.

LED élèvent des lumières - Cette nouvelle technologie offre de nombreux avantages aux cultivateurs d'intérieur et aux propriétaires de serres, car ils sont compacts, à faible chaleur, légers et faciles à monter. Les lumières LED peuvent sembler faibles aux yeux humains parce que les ampoules ne fournissent pas beaucoup de lumière jaune-verte, mais elles offrent beaucoup de lumière rouge et bleue qui maximise la croissance des plantes.

Lumières à incandescence - Les lampes à incandescence à l’ancienne sont chaudes et ne peuvent pas être placées trop près des plantes tendres. Cependant, certains jardiniers utilisent des lampes à incandescence, qui fournissent de la lumière uniquement sur l'extrémité rouge du spectre, pour compléter les tubes fluorescents standard qui fournissent principalement une lumière bleue. Cependant, la plupart des cultivateurs en intérieur optent pour des lampes à LED ou fluorescentes de technologie plus récente, plus faciles à utiliser et plus écoénergétiques.

Les autres types d'éclairage intérieur comprennent les lampes aux halogénures métalliques ou les lampes au sodium à haute pression.

Utilisation de Grow Lights sur les plantes

La sélection des lampes de culture pour les plantes nécessite une attention particulière, car les plantes ont des exigences d'éclairage très différentes. Par exemple, des plantes telles que la dracaena ou les fougères nécessitent moins de lumière tandis que les violettes africaines et les plantes similaires se développent dans une lumière faible à modérée.

En général, les plantes succulentes, la plupart des herbes et de nombreux types d'orchidées ont besoin d'une lumière plus intense. Les semis ont besoin de beaucoup de lumière vive pour les empêcher de devenir aux longues jambes.

Gardez à l'esprit que presque toutes les plantes ont besoin d'au moins six heures d'obscurité. Une minuterie peu coûteuse simplifiera le processus.

Cet article a été mis à jour pour la dernière fois le

En savoir plus sur les soins généraux des plantes d'intérieur


Pourquoi utiliser une lampe de culture?

Les plantes dépendent de la lumière pour survivre! À travers le processus de photosynthèse, les plantes exploitent l'énergie de la lumière du soleil et la convertissent en énergie chimique qui est utilisée pour alimenter leur croissance. Dans la plupart des cas, la quantité de lumière qu'une plante reçoit est directement corrélée à la vigueur de sa croissance. L'utilisation de lampes de culture est un moyen facile et excellent de fournir une lumière supplémentaire et soutenir les plantes là où la lumière naturelle du soleil fait défaut.

Avez-vous vu des semis très hauts ou même penchés vers une fenêtre? Ils s’étirent à la recherche de plus de lumière. Dans le monde des semis, plus grand ne veut pas dire meilleur! Sans suffisamment de lumière, les plants végétariens deviennent maigres, minces et faibles (également connus sous le nom de «longues jambes») et risquent de se renverser ou de se casser. D'autres plantes d'intérieur peuvent avoir du mal à croître, à produire ou à prospérer à leur plein potentiel sans suffisamment de lumière.

L'un des meilleurs moyens de éviter les semis aux longues jambes et cultiver les plantes les plus saines et les plus réussies consiste à utiliser des lampes de culture à l'intérieur. Je déteste le dire, mais le plus souvent, une fenêtre ensoleillée seule ne fournira pas assez de lumière pour démarrer les graines à l'intérieur. Surtout pendant les mois d'hiver, lorsque les heures de clarté sont déjà rares, le moment où la plupart des jardiniers commencent les semences pour le printemps et l'été à venir. La lumière suffisante fournie par les lampes de culture gardera les semis courts, trapus et forts. Cependant, les fenêtres lumineuses et la lumière ambiante sont généralement suffisantes pour la plupart des plantes d'intérieur.

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Malgré une lumière de croissance sur eux, ces plants ont déjà l'air un peu grands et longs. Les semis aux longues jambes ne sont pas la fin du monde, mais pas idéaux. Cet article contient plus d'informations sur la prévention et la correction des semis sur pattes.

Quelques-uns de ces plants sont un peu grands, mais beaucoup moins longs que la photo précédente. Un exemple de semis sains recevant une lumière adéquate. Cette photo a été prise dans notre serre, qui ne reçoit pas de soleil toute la journée, nous utilisons également des lampes de culture supplémentaires.

Diode électroluminescente (LED) élèvent des lumières

Les LED par rapport aux HID sont l'un des plus grands débats lorsqu'il s'agit de faire croître les comparaisons de lumière.

Les LED - ou lampes à diodes électroluminescentes - ont explosé en popularité au cours des dernières années. Certains cultivateurs débutants sont intimidés par le prix des lampes de culture à LED. Mais au-delà du coût initial, les LED sont beaucoup moins chères à utiliser que les HID. Les LED de haute qualité et écoénergétiques utilisent environ la moitié de l'énergie dont les lampes DHI ont besoin pour produire la même quantité de lumière.

Les lampes de culture à LED durent également plus longtemps que les lampes HID, y compris les CMH et les LEC. La plupart des luminaires se branchent directement dans une prise murale standard, de sorte que l'installation est facile sans ballasts. Vous n’avez pas non plus besoin de hottes à réflecteur, car les lampes de culture à LED dirigent déjà toute leur lumière vers la verrière. Et si vous mettez en place une opération de culture à grande échelle, le choix des LED peut vous rendre éligible à des remises énergétiques.

Qu'il suffise de dire que lorsque vous considérez les dépenses dans vos comparaisons de lumière de croissance, les LED vous donnent plus à penser que le prix d'achat initial.

En ce qui concerne la qualité de la lumière, sachez que toutes les LED ne sont pas créées de la même manière. Les lumières de haut niveau, cependant, fournissent une lumière à spectre complet pour chaque étape de croissance. Et le meilleur des meilleurs comprend le contrôle du spectre variable. Traduction: Vous pouvez en fait modifier la quantité de lumière bleue ou rouge pour contrôler le développement de vos plantes.

De nombreux producteurs signalent de meilleurs rendements et une meilleure qualité globale depuis le passage aux lampes de culture à LED. Pour de nombreux jardiniers, le débat LED contre HID ne concerne pas la lumière mieux. Il s'agit de savoir si cela vaut la peine pour eux de payer plus pour leurs lumières à l'avant.


Plan d'éclairage pour les greffes

Les semis nouvellement émergés et les jeunes plantes poussent bien à l'aide d'une lumière à spectre complet, à la fois des longueurs d'onde bleues et des longueurs d'onde rouges. Des «lampes de culture» spéciales à DEL et fluorescentes fonctionneront, mais il en sera de même pour les ampoules à tube fluorescent moins chères. Assurez-vous que la source de lumière est à moins de 6 pouces du feuillage de la plante pour les meilleurs résultats. Pour un mouvement facile, suspendez le luminaire sur des chaînes ou surélevez vos plantes sur une table ou un plateau. Pour que vos lampes fonctionnent efficacement, essuyez doucement les tubes de lumière pour éliminer la poussière et la saleté avant de les utiliser chaque année.


Plan d'éclairage des plantes à fleurs

Les ondes de lumière rouge sont essentielles pour inciter les plantes à fleurir et à fructifier à l'intérieur. Achetez des ampoules et des luminaires LED spécialement conçus pour la culture de plantes. Ils sont généralement étiquetés «faire pousser des lumières» parce qu'ils sont créés pour produire un grand nombre d'ondes de lumière rouge.

Certaines marques électriques produisent des ampoules LED écologiques appelées «LED à haut rendement». Les LED à haut rendement sont généralement deux fois plus lumineuses que les lampes de culture LED standard. Ces lumières ultra-lumineuses sont excellentes pour la culture de plantes indigènes au plein soleil, aux climats secs tels que les cactus, les agrumes, le romarin et le géranium. Prévoyez d'allumer les plantes à fleurs et à fruits pendant 16 à 18 heures par jour. Placez la source de lumière à environ 12 pouces du feuillage des plantes.


Contenu

  • 1 Utilisation typique
  • 2 types courants
    • 2.1 Lumières à décharge à haute intensité (DHI)
      • 2.1.1 Halogénures métalliques (MH)
      • 2.1.2 Halogénures métalliques céramiques (CMH, CDM)
      • 2.1.3 Combinaison MH et HPS ("Dual arc")
      • 2.1.4 Sodium haute pression (HPS)
      • 2.1.5 Ampoules de conversion
      • 2.1.6 Ballasts commutables
    • 2.2 Diodes électroluminescentes (LED)
    • 2.3 Fluorescent
      • 2.3.1 Lampes fluorescentes de type tube
      • 2.3.2 Lampes fluorescentes compactes (LFC)
      • 2.3.3 Lumière fluorescente à cathode froide (CCFL)
  • 3 Besoins en lumière des plantes
    • 3.1 Quantité de lumière
    • 3.2 Qualité de la lumière
    • 3.3 Photopériodisme
    • 3.4 Rayonnement photosynthétiquement actif (PAR)
  • 4 Voir aussi
  • 5 Références

Les lampes Grow sont utilisées pour l'horticulture, le jardinage intérieur, la propagation des plantes et la production alimentaire, y compris la culture hydroponique intérieure et les plantes aquatiques. Bien que la plupart des lampes de culture soient utilisées à un niveau industriel, elles peuvent également être utilisées dans les ménages.

Selon la loi du carré inverse, l'intensité de la lumière rayonnant à partir d'une source ponctuelle (dans ce cas une ampoule) qui atteint une surface est inversement proportionnelle au carré de la distance de la surface à la source (si un objet est deux fois plus éloigné , il ne reçoit qu'un quart de la lumière), ce qui est un sérieux obstacle pour les cultivateurs en intérieur, et de nombreuses techniques sont employées pour utiliser la lumière aussi efficacement que possible. Des réflecteurs sont donc souvent utilisés dans les lumières pour maximiser l'efficacité lumineuse. Les plantes ou les lumières sont rapprochées le plus possible les unes des autres afin qu'elles reçoivent un éclairage égal et que toute la lumière provenant des lumières tombe sur les plantes plutôt que sur la zone environnante.

Une gamme de types d'ampoules peut être utilisée comme lampes de culture, telles que les lampes à incandescence, les lampes fluorescentes, les lampes à décharge à haute intensité (HID) et les diodes électroluminescentes (LED). Aujourd'hui, les lampes les plus utilisées pour un usage professionnel sont les HID et les fluorescents. Les producteurs de fleurs et de légumes d'intérieur utilisent généralement des lampes HID à haute pression au sodium (HPS / SON) et aux halogénures métalliques (MH), mais les fluorescents et les LED remplacent les halogénures métalliques en raison de leur efficacité et de leur économie. [1]

Les lampes aux halogénures métalliques sont régulièrement utilisées pour la phase végétative de la croissance des plantes, car elles émettent de plus grandes quantités de rayonnement bleu et ultraviolet. [2] [3] Avec l'introduction de l'éclairage aux halogénures métalliques en céramique et de l'éclairage aux halogénures métalliques à spectre complet, ils sont de plus en plus utilisés comme source exclusive de lumière pour les stades de croissance végétative et reproductrice. La lumière à spectre bleu peut déclencher une plus grande réponse végétative chez les plantes. [4] [5] [6]

Les lampes au sodium à haute pression sont également utilisées comme source unique de lumière tout au long des étapes végétatives et reproductives. De plus, ils peuvent être utilisés comme modification de l'éclairage à spectre complet pendant la phase de reproduction. La lumière du spectre rouge peut déclencher une plus grande réponse de floraison chez les plantes. [7] Si des lampes au sodium à haute pression sont utilisées pour la phase végétative, les plantes poussent légèrement plus rapidement, mais auront des entre-nœuds plus longs et peuvent être plus longues dans l'ensemble.

Ces dernières années, la technologie LED a été introduite sur le marché des lampes de culture. En concevant une lumière de culture en intérieur à l'aide de diodes, des longueurs d'onde de lumière spécifiques peuvent être produites. La NASA a testé les lampes de culture à LED pour leur haute efficacité dans la culture d'aliments dans l'espace pour la colonisation extraterrestre. Les résultats ont montré que les plantes sont affectées par la lumière dans les parties rouge, verte et bleue du spectre de la lumière visible. [8] [9]

Lumières à décharge haute intensité (HID) Modifier

L'éclairage fluorescent était autrefois le type de lampe de culture d'intérieur le plus courant, mais les lampes HID les ont surpassés. [10] Les lampes à décharge à haute intensité ont un rendement lumen par watt élevé. [11] Il existe plusieurs types de lampes DHI, y compris la vapeur de mercure, les halogénures métalliques, le sodium haute pression et les ampoules de conversion. Les lampes aux halogénures métalliques et HPS produisent un spectre de couleurs quelque peu comparable à celui du soleil et peuvent être utilisées pour faire pousser des plantes. Les lampes à vapeur de mercure étaient le premier type de DHI et étaient largement utilisées pour l'éclairage public, mais en ce qui concerne le jardinage en intérieur, elles produisent un spectre relativement faible pour la croissance des plantes, elles ont donc été principalement remplacées par d'autres types de DHI pour la culture de plantes. [11]

Toutes les lampes de culture HID nécessitent un ballast électrique pour fonctionner, et chaque ballast a une puissance nominale particulière. Les classifications HID populaires incluent 150W, 250W, 400W, 600W et 1000W. Les lampes HID de 600 W sont les plus efficaces sur le plan électrique en ce qui concerne la lumière produite, suivies de 1000 W. Un HPS de 600 W produit 7% de lumière en plus (lumen par watt) qu'un HPS de 1000 W. [11]

Bien que toutes les lampes HID fonctionnent sur le même principe, les différents types d'ampoules ont des exigences de démarrage et de tension différentes, ainsi que des caractéristiques de fonctionnement et une forme physique différentes. Pour cette raison, une ampoule ne fonctionnera pas correctement sans un ballast correspondant, même si l'ampoule se visse physiquement. En plus de produire des niveaux de lumière plus faibles, les ampoules et les ballasts incompatibles cesseront de fonctionner prématurément, ou pourraient même brûler immédiatement. [11]

Halogénure métallique (MH) Modifier

Les ampoules aux halogénures métalliques sont un type de lumière HID qui émet de la lumière dans les parties bleue et violette du spectre lumineux, ce qui est similaire à la lumière disponible à l'extérieur au printemps. [12] [ source auto-publiée? ] Parce que leur lumière imite le spectre de couleurs du soleil, certains cultivateurs trouvent que les plantes semblent plus agréables sous un halogénure métallique que d'autres types de lampes HID telles que les HPS qui déforment la couleur des plantes. Par conséquent, il est plus courant d'utiliser un halogénure métallique lorsque les plantes sont exposées à la maison (par exemple avec des plantes ornementales) et que la couleur naturelle est préférée. Les ampoules aux halogénures métalliques doivent être remplacées environ une fois par an, par rapport aux lampes HPS qui durent deux fois plus longtemps.

Les lampes aux halogénures métalliques sont largement utilisées dans l'industrie horticole et sont bien adaptées pour soutenir les plantes à des stades de développement précoces en favorisant des racines plus fortes, une meilleure résistance aux maladies et une croissance plus compacte. [12] Le spectre bleu de la lumière encourage la croissance compacte et feuillue et peut être mieux adapté à la croissance de plantes végétatives avec beaucoup de feuillage.

Une ampoule aux halogénures métalliques produit 60-125 lumens / watt, selon la puissance de l'ampoule. [13]

Ils sont maintenant conçus pour des ballasts numériques dans une version à démarrage par impulsions, qui ont une efficacité électrique plus élevée (jusqu'à 110 lumens par watt) et un réchauffement plus rapide. [14] Un exemple courant d'halogénure métallique à démarrage par impulsion est l'halogénure métallique céramique (CMH). Les ampoules aux halogénures métalliques à démarrage par impulsions peuvent être disponibles dans n'importe quel spectre souhaité, du blanc froid (7000 K) au blanc chaud (3000 K) et même aux ultraviolets (10000 K). [ citation requise ]

Céramique aux halogénures métalliques (CMH, CDM) Modifier

Les lampes aux halogénures métalliques céramiques (CMH) sont un type d'éclairage HID relativement nouveau, et la technologie est désignée par quelques noms lorsqu'il s'agit de faire pousser des lampes, y compris halogénure métallique à décharge céramique (CDM), [15] halogénure métallique d'arc en céramique.

Les lampes aux halogénures métalliques céramiques sont démarrées avec un démarreur à impulsion, tout comme les autres halogénures métalliques à «démarrage par impulsion». [15] La décharge d'une ampoule à halogénure métallique en céramique est contenue dans un type de matériau céramique connu sous le nom d'alumine polycristalline (PCA), qui est similaire au matériau utilisé pour un HPS. Le PCA réduit la perte de sodium, ce qui réduit à son tour le changement de couleur et la variation par rapport aux ampoules MH standard. [14] Les offres CDM horticoles de sociétés telles que Philips se sont avérées être des sources efficaces de lumière de croissance pour les applications de puissance moyenne. [16]

Combinaison MH et HPS ("Dual arc") Modifier

Les lampes combinées HPS / MH combinent un halogénure métallique et un sodium haute pression dans la même ampoule, fournissant à la fois des spectres rouge et bleu dans une seule lampe HID. La combinaison de la lumière bleue aux halogénures métalliques et de la lumière rouge au sodium haute pression est une tentative de fournir un spectre très large dans une seule lampe. Cela permet une solution à bulbe unique tout au long du cycle de vie de la plante, de la croissance végétative à la floraison. Il existe des compromis potentiels pour la commodité d'une seule ampoule en termes de rendement. Il y a cependant des avantages qualitatifs qui viennent pour le spectre lumineux plus large.

Sodium haute pression (HPS) Modifier

Les lampes au sodium haute pression sont un type d'éclairage DHI plus efficace que les halogénures métalliques. Les ampoules HPS émettent de la lumière dans la lumière visible jaune / rouge ainsi que de petites portions de toute autre lumière visible. Étant donné que les lampes de culture HPS fournissent plus d'énergie dans la partie rouge du spectre lumineux, elles peuvent favoriser la floraison et la fructification. [10] Ils sont utilisés comme complément à la lumière naturelle dans l'éclairage des serres et l'éclairage à spectre complet (halogénure métallique) ou comme source de lumière autonome pour l'intérieur / les chambres de culture.

Les lampes de culture HPS sont vendues dans les tailles suivantes: 150W, 250W, 400W, 600W et 1000W. [10] De toutes les tailles, les lampes HID de 600W sont les plus efficaces électriquement en ce qui concerne la lumière produite, suivies de 1000W. Un HPS de 600 W produit 7% de lumière en plus (watt par watt) qu'un HPS de 1000 W. [11]

Une ampoule HPS produit 60-140 lumens / watt, selon la puissance de l'ampoule. [17]

Les plantes cultivées sous des lampes HPS ont tendance à s'allonger en raison du manque de rayonnement bleu / ultraviolet. Les lampes HPS horticoles modernes ont un spectre bien mieux ajusté pour la croissance des plantes. La majorité des lampes HPS, tout en offrant une bonne croissance, offrent un mauvais rendu de l'indice de rendu des couleurs (IRC). En conséquence, la lumière jaunâtre d'un HPS peut rendre plus difficile la surveillance de la santé des plantes à l'intérieur. Le CRI n'est pas un problème lorsque les lampes HPS sont utilisées comme éclairage supplémentaire dans les serres qui utilisent la lumière du jour naturelle (qui compense la lumière jaune du HPS).

Les lampes au sodium haute pression ont une longue durée de vie utile et six fois plus de puissance lumineuse par watt d'énergie consommée qu'une lampe de culture à incandescence standard. En raison de leur efficacité élevée et du fait que les plantes cultivées dans les serres reçoivent naturellement toute la lumière bleue dont elles ont besoin, ces lampes sont les lampes de serre supplémentaires préférées. Mais, dans les latitudes plus élevées, il y a des périodes de l'année où la lumière du soleil est rare et des sources de lumière supplémentaires sont indiquées pour une croissance adéquate. Les lumières HPS peuvent provoquer des signatures infrarouges et optiques distinctives, qui peuvent attirer des insectes ou d'autres espèces de ravageurs, ceux-ci peuvent à leur tour menacer les plantes cultivées. Les lampes au sodium à haute pression émettent beaucoup de chaleur, ce qui peut provoquer une croissance plus lente, bien que cela puisse être contrôlé en utilisant des réflecteurs ou des boîtiers spéciaux à ampoule refroidis par air.

Ampoules de conversion Modifier

Les ampoules de conversion sont fabriquées de manière à fonctionner avec un ballast MH ou HPS. Un producteur peut faire fonctionner une ampoule de conversion HPS sur un ballast MH ou une ampoule de conversion MH sur un ballast HPS. La différence entre les ballasts est qu'un ballast HPS a un allumeur qui enflamme le sodium dans une ampoule HPS, contrairement à un ballast MH. Pour cette raison, tous les ballasts électriques peuvent allumer des ampoules MH, mais seul un ballast commutable ou HPS peut allumer une ampoule HPS sans ampoule de conversion. [19] Habituellement, une ampoule de conversion aux halogénures métalliques sera utilisée dans un ballast HPS puisque les ampoules de conversion MH sont plus courantes.

Ballasts commutables Modifier

Un ballast commutable est un ballast HID qui peut être utilisé avec un halogénure métallique ou une ampoule HPS de puissance équivalente. Ainsi, un ballast commutable de 600 W fonctionnerait avec un MH de 600 W ou un HPS. [10] Les cultivateurs utilisent ces appareils pour la multiplication et la croissance végétative des plantes sous l'halogénure métallique, puis en passant à une ampoule de sodium à haute pression pour le stade de fructification ou de floraison de la croissance des plantes. Pour changer entre les lumières, seule l'ampoule doit être changée et un interrupteur doit être réglé sur le réglage approprié.

Diodes électroluminescentes (LED) Modifier

Les lampes de culture à LED sont composées de plusieurs diodes électroluminescentes individuelles, généralement dans un boîtier avec un dissipateur thermique et des ventilateurs intégrés. Les lampes de culture à LED ne nécessitent généralement pas de ballast séparé et peuvent être branchées directement sur une prise électrique standard.

Les LED individuelles ne fournissent généralement qu'une seule gamme étroite de couleurs, et des LED de couleurs différentes sont donc mélangées dans les lampes de culture dans des proportions en fonction de l'utilisation prévue. L'étude de la photomorphogenèse sait que les spectres de lumière verte, rouge, rouge lointaine et bleue ont un effet sur la formation des racines, la croissance des plantes et la floraison, mais il n'y a pas suffisamment d'études scientifiques ou d'essais testés sur le terrain utilisant des lampes de culture à LED pour recommandez des ratios de couleurs spécifiques pour une croissance optimale des plantes sous des lampes de culture à LED. [20] Il a été démontré que de nombreuses plantes peuvent pousser normalement si elles reçoivent à la fois une lumière rouge et bleue. [21] [22] [23] Cependant, de nombreuses études indiquent que la lumière rouge et bleue ne fournit que la méthode de croissance la plus rentable, la croissance des plantes est encore meilleure sous la lumière complétée par du vert. [24] [25] [26]

Les lampes de culture à LED blanches fournissent un spectre complet de lumière conçu pour imiter la lumière naturelle, offrant aux plantes un spectre équilibré de rouge, bleu et vert. Le spectre utilisé varie, cependant, les lampes de culture à LED blanches sont conçues pour émettre des quantités similaires de lumière rouge et bleue avec la lumière verte ajoutée pour apparaître blanche. Les lampes de culture à LED blanches sont souvent utilisées pour un éclairage supplémentaire dans les espaces de maison et de bureau.

Un grand nombre d'espèces végétales ont été évaluées dans des essais en serre pour s'assurer que les plantes ont une meilleure qualité de biomasse et d'ingrédients biochimiques encore plus élevée ou comparable aux conditions sur le terrain. La performance des plantes de menthe, basilic, lentille, laitue, chou, persil et carotte a été mesurée en évaluant la santé et la vigueur des plantes et le succès dans la promotion de la croissance. La promotion de la floraison abondante de certaines plantes ornementales, y compris la primevère, le souci, le stock ont ​​également été remarquées. [27]

Lors de tests menés par Philips Lighting sur des lampes de culture à LED pour trouver une recette de lumière optimale pour la culture de divers légumes en serre, ils ont constaté que les aspects suivants de la lumière affectent à la fois la croissance des plantes (photosynthèse) et le développement des plantes (morphologie): intensité lumineuse, lumière totale au fil du temps, lumière à quel moment de la journée, période lumière / obscurité par jour, qualité de la lumière (spectre), direction de la lumière et répartition de la lumière sur les plantes. Cependant, il est à noter que dans les tests entre tomates, mini-concombres et poivrons, la recette de lumière optimale n'était pas la même pour toutes les plantes et variait en fonction à la fois de la culture et de la région, ils doivent donc actuellement optimiser l'éclairage LED dans les serres en fonction des essais. et erreur. Ils ont montré que la lumière LED affecte la résistance aux maladies, le goût et les niveaux nutritionnels, mais en 2014, ils n'ont pas trouvé de moyen pratique d'utiliser ces informations. [28]

Les diodes utilisées dans les conceptions initiales de lampes de croissance à LED avaient généralement une puissance de 1/3 watt à 1 watt. Cependant, des diodes de puissance plus élevée telles que des diodes de 3 watts et 5 watts sont maintenant couramment utilisées dans les lampes de culture à LED. Pour les zones fortement compactées, des puces COB entre 10 watts et 100 watts peuvent être utilisées. En raison de la dissipation thermique, ces puces sont souvent moins efficaces.

Pour éviter les brûlures des feuilles, les lampes de culture à LED doivent être maintenues entre 12 pouces (30 cm) des plantes pour les lampes de faible puissance (moins de 300 watts) et 36 pouces (91 cm) des plantes pour les lampes de plus haute puissance (1000 watts ou plus) ).

Historiquement, l'éclairage LED était très coûteux, mais les coûts ont considérablement diminué au fil du temps et leur longévité les a rendus plus populaires. Les lampes de culture à LED sont souvent plus chères, watt pour watt, que les autres éclairages à LED, en raison de caractéristiques de conception qui les aident à être plus écoénergétiques et à durer plus longtemps. En particulier, comme les lampes de culture à LED ont une puissance relativement élevée, les lampes de culture à LED sont souvent équipées de systèmes de refroidissement, car une basse température améliore à la fois la luminosité et la longévité. Les LED durent généralement de 50 000 à 90 000 heures jusqu'à ce que LM-70 soit atteint. [ citation requise ]

Édition fluorescente

Les lampes fluorescentes se présentent sous de nombreux facteurs de forme, y compris des ampoules longues et minces ainsi que des ampoules en forme de spirale plus petites (lampes fluorescentes compactes). Les lampes fluorescentes sont disponibles dans des températures de couleur allant de 2700 K à 10 000 K. L'efficacité lumineuse varie de 30 lm / W à 90 lm / W. Les deux principaux types de lampes fluorescentes utilisées pour la culture des plantes sont les lampes de style tube et les lampes fluorescentes compactes.

Lampes fluorescentes de style tube Modifier

Les lampes de culture fluorescentes ne sont pas aussi intenses que les lampes HID et sont généralement utilisées pour la culture de légumes et d'herbes à l'intérieur, ou pour démarrer les semis afin de démarrer les plantations de printemps. Un ballast est nécessaire pour faire fonctionner ces types de lampes fluorescentes. [17]

L'éclairage fluorescent standard est disponible dans plusieurs facteurs de forme, y compris les T5, T8 et T12. La version la plus brillante est le T5. Les T8 et T12 sont moins puissants et sont plus adaptés aux plantes à faible besoin en lumière. Les lampes fluorescentes à haut rendement produisent deux fois plus de lumière que les lampes fluorescentes standard. Un luminaire fluorescent à haut rendement a un profil très fin, ce qui le rend utile dans des zones verticalement limitées.

Les fluorescents ont une durée de vie utile moyenne allant jusqu'à 20 000 heures. Une lampe de croissance fluorescente produit de 33 à 100 lumens / watt, en fonction du facteur de forme et de la puissance. [13]

Lampes fluorescentes compactes (LFC) Modifier

Les lampes fluorescentes compactes (LFC) sont des versions plus petites de lampes fluorescentes qui ont été initialement conçues comme des lampes de préchauffage, mais qui sont maintenant disponibles sous forme de démarrage rapide. Les ampoules fluocompactes ont en grande partie remplacé les ampoules à incandescence dans les ménages parce qu'elles durent plus longtemps et sont beaucoup plus efficaces sur le plan électrique. [17] Dans certains cas, les LFC sont également utilisées comme lampes de culture. Comme les lampes fluorescentes standard, elles sont utiles pour la propagation et les situations où des niveaux de lumière relativement faibles sont nécessaires.

Alors que les LFC standard de petites tailles peuvent être utilisées pour faire pousser des plantes, il existe également maintenant des lampes CFL spécialement conçues pour la culture de plantes. Souvent, ces ampoules fluorescentes compactes plus grandes sont vendues avec des réflecteurs spécialement conçus qui dirigent la lumière vers les plantes, un peu comme les lampes HID. Les tailles de lampes de culture CFL courantes incluent 125W, 200W, 250W et 300W.

Contrairement aux lampes HID, les ampoules fluocompactes s'intègrent dans une douille de phare standard et n'ont pas besoin d'un ballast séparé. [dix]

Les ampoules fluocompactes sont disponibles en versions chaud / rouge (2700 K), spectre complet ou lumière du jour (5000 K) et froid / bleu (6500 K). Le spectre rouge chaud est recommandé pour la floraison et le spectre bleu froid est recommandé pour la croissance végétative. [dix]

La durée de vie utile des lampes de culture fluorescentes compactes est d'environ 10 000 heures. [17] Une LFC produit 44 à 80 lumens / watt, selon la puissance de l'ampoule. [13]

Exemples de lumens et de lumens / watt pour des LFC de différentes tailles:

Puissance CFL Lumens initiaux Lumens / watt
23 W 1,600 70
42 W 2,800 67
85 W 4,250 50
125 W 7,000 56
200 W 10,000 50

Lumière fluorescente à cathode froide (CCFL) Modifier

Une cathode froide est une cathode qui n'est pas chauffée électriquement par un filament. Une cathode peut être considérée comme "froide" si elle émet plus d'électrons que ne peut en fournir la seule émission thermionique. Il est utilisé dans les lampes à décharge, telles que les lampes au néon, les tubes à décharge et certains types de tubes à vide. L'autre type de cathode est une cathode chaude, qui est chauffée par un courant électrique traversant un filament. Une cathode froide ne fonctionne pas nécessairement à basse température: elle est souvent portée à sa température de fonctionnement par d'autres méthodes, comme le courant passant de la cathode dans le gaz.

La quantité, la qualité et la durée de la lumière régulent la croissance et le développement des plantes. En général, si une plante n'obtient pas assez de lumière, elle deviendra rabougrie, aura une pigmentation réduite ou commencera à éviter l'ombre. Une plante qui ne reçoit pas la bonne qualité de lumière peut présenter des différences physiologiques par rapport aux mêmes plantes cultivées dans des conditions d'éclairage optimales. [29] [30]

La quantité et la qualité de la lumière de culture ont été technologiquement limitées dans le passé. Le sodium haute pression (HPS) et les halogénures métalliques (MH) étaient et sont encore des options d'éclairage supplémentaire courantes pour les serres et certaines exploitations à fournisseur unique. [31] Les LED plus anciennes cultivent des lumières composées uniquement de LED bleues et rouges en raison à la fois de leur efficacité à convertir l'électricité en photons et de leur efficacité à conduire la photosynthèse. À mesure que les LED deviennent moins chères et plus efficaces, un intérêt pour l'étude de la qualité de la lumière s'est accru dans le domaine de la phytologie. [32]

Modifier la quantité de lumière

La quantité de lumière fait référence à la quantité de lumière dont une plante a besoin chaque jour pour une croissance optimale. Historiquement, la quantité de lumière était exprimée en unités de W m -2, lumens ou lux. Si ces unités sont utiles dans les calculs d'énergie, W m -2, ou dans l'éclairage humain (lumens et lux), les phytotechniciens préfèrent désormais mesurer la densité de flux de photons photosynthétiques (PPFD), en unités de μmol m -2 s -1. Le PPFD est une mesure explicite de la quantité de photons frappant une surface par mètre carré et par seconde, un moyen plus précis de mesurer comment les plantes interagissent avec les photons. [33]

Une autre façon utile de mesurer la quantité de lumière consiste à utiliser l'intégrale de lumière quotidienne, ou DLI. Le DLI prend en compte le PPFD et le nombre total d'heures pendant lesquelles une plante est exposée à ce PPFD pour obtenir la quantité totale de photons par jour, en unités de mol m -2 j -1. L'équation de conversion de PPFD en DLI, en supposant un PPFD constant, est ci-dessous. [34]

DLI (mol m −2 d −1) = 0,0036 * PPFD (μmol m −2 s −1) * Heures de lumière

Les besoins en quantité de lumière pour les cultures varient, en général, les besoins en lumière pour une culture spécifique sont plus importants pour les cultures en fructification et en floraison et moins pour les cultures qui restent végétatives. Les légumes-feuilles comme la laitue, les épinards et le chou frisé sont généralement considérés comme des cultures à faible luminosité, nécessitant un DLI compris entre 12 et 17 mol m -2 j -1. Les tomates, les concombres et les poivrons nécessitent entre 20 et 30 mol m -2 j -1. Le cannabis a l'un des besoins en lumière les plus élevés des plantes cultivées, nécessitant un DLI allant jusqu'à 40 mol m -2 j -1. [35] [36] [37]

Modifier la qualité de la lumière

La qualité de la lumière fait référence à la distribution spectrale de la lumière donnée à une plante. La qualité de la lumière est regroupée en couleurs en fonction de la longueur d'onde 320-400 nanomètres (nm) est UVA, 400-500 nm est bleu, 500-600 nm est vert, 600-700 nm est rouge et 700-750 nm est très rouge, parfois appelé proche infrarouge. La qualité de la lumière peut également être exprimée sous forme de ratios, par ex. 3: 2 rapport rouge: bleu, ou parfois comme leur irradiance maximale, par ex. Lumière bleue 450 nm et lumière rouge 660 nm. La photomorphogenèse est le terme qui désigne les réponses des plantes médiées par la lumière au spectre lumineux. Les plantes sont capables de détecter des parties du spectre électromagnétique grâce à un réseau de photorécepteurs comprenant des phytochromes, des cryptochromes, une phototropine et une zeiltupe. Chaque récepteur est capable de détecter différentes parties du spectre électromagnétique. Les informations sur le spectre lumineux peuvent affecter la germination des graines, le signal de transition de la végétation à la floraison et la production de métabolites secondaires tels que les anthocyanes. [38]

Photopériodisme Modifier

En outre, de nombreuses plantes nécessitent également des périodes d'obscurité et de lumière, un effet connu sous le nom de photopériodisme, pour déclencher la floraison. Par conséquent, les lumières peuvent être allumées ou éteintes à des heures définies. Le rapport optimum photo / période d'obscurité dépend de l'espèce et de la variété de la plante, car certains préfèrent les longues journées et les nuits courtes et d'autres préfèrent les «durées de jour» opposées ou intermédiaires.

Une grande importance est accordée à la photopériode lors des discussions sur le développement des plantes. Cependant, c’est le nombre d’heures d’obscurité qui affecte la réponse d’une plante à la durée du jour. [39] En général, un «jour court» est celui dont la photopériode ne dépasse pas 12 heures. Une «journée longue» est celle dont la photopériode n'est pas inférieure à 14 heures. Les plantes à jours courts sont celles qui fleurissent lorsque la durée du jour est inférieure à une durée critique. Les plantes à jour long sont celles qui ne fleurissent que lorsque la photopériode est supérieure à une durée critique. Les plantes neutres sont celles qui fleurissent quelle que soit la photopériode. [40]

Les plantes qui fleurissent en réponse à la photopériode peuvent avoir une réponse facultative ou obligatoire. A facultative response means that a plant will eventually flower regardless of photoperiod, but will flower faster if grown under a particular photoperiod. An obligate response means that the plant will only flower if grown under a certain photoperiod. [41]

Photosynthetically Active Radiation (PAR) Edit

Lux and lumens are commonly used to measure light levels, but they are photometric units which measure the intensity of light as perceived by the human eye.

The spectral levels of light that can be used by plants for photosynthesis is similar to, but not the same as what's measured by lumens. Therefore, when it comes to measuring the amount of light available to plants for photosynthesis, biologists often measure the amount of photosynthetically active radiation (PAR) received by a plant. [42] PAR designates the spectral range of solar radiation from 400 to 700 nanometers, which generally corresponds to the spectral range that photosynthetic organisms are able to use in the process of photosynthesis.

The irradiance of PAR can be expressed in units of energy flux (W/m 2 ), which is relevant in energy-balance considerations for photosynthetic organisms. However, photosynthesis is a quantum process and the chemical reactions of photosynthesis are more dependent on the number of photons than the amount of energy contained in the photons. [42] Therefore, plant biologists often quantify PAR using the number of photons in the 400-700 nm range received by a surface for a specified amount of time, or the Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD). [42] This is normally measured using mol m −2 s −1 , but the value relevant for plant growth is the Daily light integral (DLI), the PPFD integrated over 24 hours.
Most plant species will grow well with a DLI of 5-15 mol m −2 day −1 . Shade-tolerant species can grow with DLI values of 1-3 mol m −2 day −1 , light-demanding species easily handle 30-50 mol m −2 day −1 . [43]