La photosynthèse des plantes
La production de la photosynthèse est une réaction chimique par laquelle les plantes absorbent la lumière et la transforment en sucres et en oxygène. Il s’agit d’un processus très complexe dont dépendent presque tous les êtres vivants sur Terre. Le Dioxyde de carbone (CO2) : ce gaz pénètre par les pores foliaires et constitue la source exclusive de carbone pour fabriquer le glucose. En culture indoor, la concentration optimale se situe entre 400 et 800 ppm. L’eau H2O puisée dans le sol par les racine subit la photolyse dans les chloroplastes, libérant des électrons, des protons et du précieux dioxygène O2. Le glucose qui sert de nourriture et d’énergie à la plante. Lumière : les photons captés par la chlorophylle transforment l’énergie solaire en énergie chimique exploitable par la plante. Le Chlorophylle : ce pigment végétal magique, logé dans les chloroplastes, agit comme convertisseur d’énergie naturel. La fin de la réaction produit du dioxygène O2 excédentaire rejeté dans l’air la nuit.
Les plantes végétale autotrophes
Les plantes sont des organismes autotrophes, c’est à dire qu’ils produisent leur propre nourriture à partie de sol, de l’eau, de la lumière et de l’air en collaboration avec d’autres organismes telle que les bactéries. Sans le soleil, le photosynthèse n’aurait pas lieu et il ne pourrait y avoir de vie.
La photosynthèse est une réaction chimique par laquelle le dioxyde de carbone (CO2) et l’eau (H2O) forment des sucres et de l’oxygène(O2) en présence d’énergie lumineuse. Les sucres produits a ce stade sont utilisés par la plante comme source d’énergie alimentaire. Dans des conditions naturelles, le soleil fournit l’énergie qui déclenche la photosynthèse a partir d’une portion spécifique du spectre solaire, appelée « Rayonnement Actif Photosynthétique » (RAP) (Figure1). RAP est la région de la radiation solaire située entre 400 et 700 nm.
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 à 780 nm) et rayonnement infrarouge (780 à 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 à 780 nm (rayonnement visible). Le rayonnement visible se divise en : violet (380 à 430 nm), bleu (430 à 500 nm), vert (500 à 570 nm), jaune (570 à 590 nm), orange (590 à 630 nm) et rouge (630 à 680 nm).
Figure 1. Plus la ligne est haute, plus les plantes réagissent à cette longueur d’onde et à cette couleur de lumière, La majeure partie de l’activité photosynthétique d’une plante se produit entre 400 à 700 nm. Source : http://www.supergrowled.com/orchid-led-grow-lights
A cet intervalle est appelé aussi «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, la floraison et la pollinisation, affectant aussi le développement des semences. La lumière ultraviolette une sous-catégorie de type A, peut causer l’allongement des plantes.
Lumière bleue correspond à l’une des pointes d’absorption, le processus photosynthétique est plus efficace lorsqu’il y a de la lumière bleue, elle responsable de la croissance végétative et de la croissance des feuilles, elle demeure 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 leurs ramification.
Lumière rouge lointaine: Cette lumière peut causer l’allongement des plantes et déclencher la floraison chez les plantes de jours longs. Le Rapport entre la lumière rouge bas et la lumière rouge lointaine favorise l’allongement des plantes, et se produit lorsque ce ratio est bas. 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. Les plantations trop serrés constituent un conflit.
Autres sources de lumière conventionnelle
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 Electro-Luminescentes (LED): Ce type de lumière émet une longueur d’onde spécifique. Le fabricant peut produire ces diodes dans une couleur ou longueur d’onde spécifique selon les exigences, tenant compte de la durée d’exposition de la lumière ou photopériode, Le nombre d’heures de lumière par jour influençant directement la floraison. Les plantes peuvent être divisées en trois catégories en fonction de la durée 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, 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 longueur d’onde.
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 (arbuste ornemental du Mexique) en plein été dans des conditions naturelles.
