L'influence de la lumière sur la croissance

Pourquoi la lumière est importante pour la croissance des plantes?

Les plantes ont besoin de lumière pour croître et se développer de façon optimale, mais les trois différents aspects de la lumière, soit la quantité, la qualité et la durée, ont également un impact majeur sur la croissance.

Dans des conditions normales, une plante reçoit de la lumière du soleil; la quantité, la qualité et la durée dépendent beaucoup de la saison, de l'heure du jour, de l'emplacement géographique et des conditions météo. L'effet de chacun des aspects sur la croissance et le développement des plantes sera expliqué plus loin.

Quantité de lumière

Les plantes utilisent la lumière comme source d'énergie pour la photosynthèse. Le terme « photosynthèse » fait référence à la réaction entre le dioxyde de carbone et l'eau en présence de lumière pour produire des carbohydrates et de l'oxygène. Le taux de ce processus dépend grandement de la quantité de lumière; le taux de photosynthèse est plus élevé avec la hausse du Rayonnement Actif Photosynthétique (RAP). Les carbohydrates produits pendant la photosynthèse sont mis en réserve et utilisés comme source de nourriture par les plantes.

Chaque espèce de plante commence le processus de photosynthèse à différents niveaux d'énergie lumineuse; cela est appelé « le point de compensation de la lumière ». Ce point est atteint lorsque l'énergie lumineuse est suffisante pour que l'activité photosynthétique produise plus d'oxygène qu'il n'en faut pour la consommation de la plante pour sa respiration.

De même, la quantité de dioxyde de carbone libérée par la plante pendant la respiration doit être plus faible que la quantité totale de dioxyde de carbone utilisée par la plante pour la photosynthèse. En d'autres mots, la photosynthèse nette est de zéro :

Calculer la photosynthèse nette

Photosynthèse nette = Photosynthèse – Respiration

Point de saturation lumineuse

Une plus grande quantité de lumière entraîne généralement des niveaux de photosynthèse plus élevés. Toutefois, avec l'augmentation de l'intensité de la lumière,

Ce point est appelé « point de saturation lumineuse ». Lorsque ce point est atteint, l'intensité de la lumière ne fait pas augmenter le taux de photosynthèse et la courbe du taux de photosynthèse cesse d'augmenter. (Figure 1).

Qualité de la lumière

La qualité de la lumière fait référence à la couleur ou à la longueur d'onde. Le soleil émet des longueurs d'onde entre 10 et 2800 nm (97 % de la répartition spectrale totale). Elles se divisent en trois domaines : rayonnement ultraviolet (10-380 nm), rayonnement visible (380-780 nm) et rayonnement infrarouge (780-2800 nm).

L'énergie la plus élevée correspond aux longueurs d'onde les plus faibles; le rayonnement ultraviolet a une énergie plus élevée que le rayonnement infrarouge. Les humains voient des longueurs d'onde se situant entre 380-780 nm (rayonnement visible). Le rayonnement visible se divise en : violet (380-430 nm), bleu (430-500 nm), vert (500-570 nm), jaune (570-590 nm), orange (590-630 nm) et rouge (630-680 nm).

La photosynthèse se produit entre 400-700 nm; cet intervalle est appelé «Rayonnement Actif Photosynthétique » (RAP). La chlorophylle, le pigment vert des feuilles responsable de l'absorption du RAP, a deux pointes d'absorption : la lumière bleue et la lumière rouge. Les feuilles absorbent peu de lumière verte et la réfléchissent; cela explique pourquoi nous voyons la couleur verte des feuilles.

En général, différentes couleurs ont différents effets sur les plantes :

• Lumière ultraviolette
  La lumière ultraviolette cause des dommages à l'ADN, réduit le taux de photosynthèse, réduit la floraison et la pollinisation, et affecte le développement des semences. La lumière ultraviolette A (une sous-catégorie) peut causer l'allongement des plantes.
• Lumière bleue
  Elle correspond à l'une des pointes d'absorption; ainsi, le processus photosynthétique est plus efficace lorsqu'il y a de la lumière bleue. La lumière bleue est responsable de la croissance végétative et de la croissance des feuilles, et elle est importante pour les semis et les jeunes plants parce qu'elle réduit l'étirement.
• Lumière rouge
  Il s'agit de l'autre pointe d'absorption de la lumière par les feuilles. Un phytochrome (un photorécepteur) dans les feuilles est plus sensible et répond à la lumière rouge. Cette lumière est importante dans la régulation de la floraison et de la production de fruits. Elle aide aussi à augmenter le diamètre des tiges et favorise la ramification des tiges.
• Lumière rouge lointaine
  Cette lumière peut causer l'allongement des plantes et déclencher la floraison chez les plantes de jours longs.
• Rapport lumière rouge lumière rouge lointaine
  L'allongement des plantes se produit lorsque ce ratio est bas. En d'autres mots, les plantes sont plus exposées à la lumière rouge lointaine qu'à la lumière rouge. Dans la nature, nous pouvons observer ce phénomène lorsque des plantes sont ombragées par leurs voisines : les plantes ombragées reçoivent un ratio de lumière rouge lointaine plus élevé et tendent à s’étioler pour atteindre plus de lumière. Dans une serre, cela peut devenir un problème avec les plantes ombragées par les corbeilles suspendues ou plantées trop à proximité les unes des autres.

Différentes sources de lumière distribuent la lumière différemment :

• Lampe à incandescence
  Elle génère une tendance presque linéaire avec peu de lumière provenant du spectre bleu et le plus gros de la lumière provenant du spectre rouge.
• Lampe fluorescente
  Elles génèrent le plus gros de leur lumière dans les spectres bleu, vert et rouge, le plus important étant le spectre bleu.
• Lampe à sodium à pression élevée
  La pointe la plus élevée est le vert, suivi du rouge.
• Lampe aux halogénures
  La pointe la plus élevée est dans le spectre vert; le spectre rouge représente environ la moitié de la pointe d'énergie provenant du vert et en dernier le bleu.
• Diodes électroluminescentes (DEL)
  Ce type de lumière émet une longueur d'onde spécifique. Le fabricant peut produire ces diodes dans une couleur/longueur d'onde spécifique selon les exigences du client.

Durée de la lumière ou photopériode

Le nombre d'heures de lumière par jour influence directement la floraison. Les plantes peuvent être divisées en trois catégories en fonction de la durée du jour requise pour que la floraison soit déclenché :

• Plantes de jours courts
  Ces plantes fleurissent seulement lorsque la durée du jour est plus courte que la nuit. Elles fleurissent tôt au printemps ou en automne. Lorsque la durée du jour dépasse un point critique, ces plantes arrêtent de fleurir et tombent en croissance végétative. Les plantes de jours courts incluent : chrysanthème, cosmos, kalanchoe, poinsettia, zinnia, etc.
• Plantes de jours longs
  Ces plantes fleurissent lorsque la durée du jour est plus longue que la nuit. Elles fleurissent vers la fin du printemps et au début de l'été. Lorsque la durée du jour est plus courte qu'un certain point critique, les plantes arrêtent de fleurir et tombent en croissance végétative. Les plantes de jours longs incluent : œillet, aneth, digitale pourpre, pétunia, gueule de loup, etc.
• Plantes à jour neutre
  Ces plantes fleurissent peu importe la durée du jour. Elles fleurissent plutôt après avoir atteint certains stades de leur développement. Les plantes à jour neutre incluent : céleri, concombre, hydrangée, pensées, tomates, etc.

En résumé, le processus le plus important déclenché par la lumière chez les plantes est la photosynthèse. La photosynthèse est un processus utilisé par la plante pour produire de la nourriture pour croître. Plus le taux de photosynthèse est élevé, plus la plante croît rapidement. Le taux de photosynthèse est principalement influencé par l'intensité et la qualité de la lumière.

En ce qui concerne la floraison, il est important de connaître la durée du jour puisque cela influence directement la période de floraison de plusieurs plantes ornementales. Par exemple, il est impossible de faire fleurir une plante de jours courts comme le poinsettia en plein été dans des conditions naturelles.