James Prietzel, chef de produit chez Intelligent LED Solutions (ILS)
James occupe le poste de chef de produit pour tout ce qui concerne les LED au sein d’ILS et fait partie de l’équipe depuis 2012. Il se concentre sur les dernières technologies et innovations des principaux fournisseurs du monde de l’optoélectronique, y compris l’optique, les LED et les drivers de LED intelligents.
Les LED ont été à l’origine de progrès révolutionnaires dans de nombreux domaines de la technologie et de la vie, mais aucun n’est aussi crucial que dans le domaine de l’horticulture. La complexité et les exigences en matière de connaissances augmentent de jour en jour, avec chaque plante nécessitant un éclairage spectral et un niveau de contrôle spécifique.
Cet article explore les applications de l’éclairage LED ultraviolet (UV) dans le domaine de l’horticulture, mettant en lumière ses avantages et les domaines où il peut être appliqué dans le processus de culture. Nous examinerons en détail les multiples façons dont les ultraviolets peuvent bénéficier au marché horticole. De plus, nous expliquerons comment la lumière UV peut contribuer au bien-être de la faune, notamment des abeilles et des guêpes, tout au long du processus de croissance, améliorant ainsi le potentiel de développement.
Qu’est-ce que l’ultraviolet ?
L’ultraviolet est un rayonnement à la fois du spectre visible et non visible. À mesure que la longueur d’onde diminue, il devient moins visible et plus nocif. Il existe trois types de rayonnements ultraviolets, classés en fonction de leur longueur d’onde.
- Rayonnement UV-A (315 à 420 nm). À peine visibles par l’œil humain, les UV-A ont la plus grande longueur d’onde, présentant ainsi le moindre risque pour l’œil humain tout en étant les plus efficaces. La majeure partie du rayonnement UV-A émis par le soleil traverse la couche d’ozone, en faisant ainsi la forme d’ultraviolet la plus abondante.
- Rayonnement UV-B (280nm à 315nm). Principalement utilisé pour la stérilisation et la décontamination de l’eau, le rayonnement UV-B assure que les moisissures et les spores ne se développent pas sur les plantes. Pour y parvenir, il est nécessaire de réduire la présence de bactéries dans l’eau, auxquelles les moisissures et les spores ont généralement tendance à s’attacher et à partir desquelles elles se développent.
- Rayonnement UV-C (généralement inférieur à 280 nm). Ces longueurs d’onde sont généralement filtrées par la couche d’ozone et ne sont donc pas présentes dans la lumière du soleil. Cependant, à des doses appropriées, les UV-C peuvent effectivement stimuler la croissance des plantes. Cette longueur d’onde permet de restreindre ou d’éliminer les pesticides et les moisissures présents pendant la croissance de la plante, favorisant ainsi son épanouissement dans des conditions de croissance optimales.
Pourquoi les plantes ont-elles besoin de lumière ultraviolette ?
La lumière ultraviolette joue un rôle extrêmement important dans la croissance des plantes. À des doses modérées, la lumière ultraviolette aide les plantes et les cultures à produire des huiles végétales essentielles. Ces substances ne se contentent pas d’améliorer la saveur et l’odeur des fruits, mais elles aident également les plantes à se protéger contre une exposition excessive aux ultraviolets, agissant comme leur propre écran solaire naturel.
Cette protection naturelle contribue à préserver les processus internes de la plante, assurant ainsi des conditions de croissance optimales. À cet égard, les plantes démontrent une grande intelligence : elles n’absorbent que le niveau d’ultraviolets nécessaire pour déclencher ce processus d’autoprotection, et rien de plus.
Les ultraviolets se trouvent en dehors de la plage d’ondes photosynthétiquement actives (PAR – l’énergie totale nécessaire à une plante, de 400 à 700 nm), mais ils sont biologiquement actifs et régulent la croissance des plantes. Les effets positifs des ultraviolets sur les cultures comprennent :
- Inhibition de la croissance en hauteur (tiges plus courtes et feuilles plus petites)
- Augmentation de l’épaisseur des feuilles et de leur aspect cireux (cuticules plus épaisses)
- Une plus grande coloration des feuilles, particulièrement notable chez les plantes à feuilles violacées telles que la laitue à feuilles rouges, le millet violet et l’herbe à la fontaine violette.
Des recherches ont également démontré que les plantes exposées aux rayons ultraviolets ont tendance à être moins attaquées par les parasites, à être davantage pollinisées et à présenter un rendement global plus élevé.
L’intégration d’UV-C dans les lampes de culture horticole à LED permet aux plantes de croître en hauteur. Cependant, il est impératif d’exercer une grande prudence avec les UV-C, car un surdosage peut généralement entraîner un retard de croissance chez la plante. Il est recommandé de ne pas dépasser 15 minutes par semaine d’exposition aux UV-C. Ce traitement est conseillé pour toutes les plantes, y compris les arbres.
Quels sont les avantages individuels des UVA, UVB et UVC dans l’horticulture ?
L’exploitation de longueurs d’onde UV spécifiques propose une solution d’éclairage optimale et économe en énergie par rapport aux autres options actuellement disponibles sur le marché. L’intégration de LED ultraviolettes dans l’environnement de culture permet une reproduction plus fidèle de la lumière du jour et prolonge les heures de culture. Cela s’applique aussi bien aux environnements avec lumière du soleil qu’à ceux sans lumière naturelle.
Les UV-A représentent la longueur d’onde la plus fréquemment présente dans la lumière solaire filtrée ou le spectre complet. Intégrer cette longueur d’onde dans votre spectre améliorera l’efficacité de la photosynthèse de la plante, en ciblant spécifiquement les régions de la chlorophylle A et B qui absorbent la plus grande quantité de lumière dans la plage de 400 nm à 460 nm. Lorsqu’il est utilisé en conjonction avec les longueurs d’onde du rouge lointain (720 – 740 nm), cela accroît considérablement l’absorption de la lumière nécessaire à la photosynthèse.
Un autre avantage de l’utilisation des UV-A dans la croissance des plantes est lié à la différence de perception de la lumière par l’abeille par rapport à l’œil humain, comme expliqué plus en détail ci-dessous. L’intégration des UV-A améliore ainsi l’environnement de culture et facilite la pollinisation par les abeilles.
Les UV-C, et dans une moindre mesure les UV-B, sont employés pour décontaminer l’eau et les surfaces, car ils éliminent pratiquement tous les micro-organismes lorsqu’ils sont concentrés. Ces longueurs d’onde à haute énergie pourraient également être appliquées aux plantes pour éliminer les agents pathogènes susceptibles de résider sur les feuilles. De plus, les insectes utilisent les ultraviolets pour se diriger vers les fleurs. En l’absence totale de lumière ultraviolette à l’intérieur d’une serre, les pollinisateurs peuvent éprouver des difficultés à repérer les fleurs.
Il est impératif de prendre en considération le caractère nocif de tous les éléments de l’ultraviolet (UV-A, UV-B et UV-C) pour l’homme, et des précautions nécessaires doivent être prises lorsqu’on travaille dans un environnement utilisant l’éclairage LED UV. Les travailleurs ne doivent pas regarder directement la lumière, et l’utilisation d’un système optique approprié est essentielle pendant le fonctionnement. Il est fortement recommandé de porter des lunettes de protection en tout temps pendant le fonctionnement.
La lumière ultraviolette est-elle importante pour la pollinisation ?
L’un des aspects les plus étonnants de la lumière ultraviolette est son importance cruciale pour les abeilles, qui l’utilisent comme point de référence lors de la pollinisation. Selon une récente étude menée par le Département de l’Agriculture des États-Unis (USDA), les abeilles sont responsables d’environ 80 % de la pollinisation. En l’absence d’ultraviolets, elles éprouvent généralement des difficultés à localiser les plantes à polliniser et risquent de mourir avant d’avoir accompli cette tâche vitale.
Les ultraviolets jouent un rôle essentiel dans ce processus. Le fonctionnement des récepteurs des abeilles diffère considérablement de celui de l’œil humain. Alors que l’œil humain est plus sensible à la partie verte du spectre, les abeilles, quant à elles, révèlent une plus grande sensibilité aux ultraviolets non visibles du spectre. Ainsi, les ultraviolets améliorent la visibilité du pollen pour les récepteurs des abeilles, qui le considèrent comme un point d’intérêt à cibler.
Une autre raison pour laquelle les UV sont cruciaux pour la pollinisation est que les abeilles peuvent percevoir en trois dimensions, améliorant ainsi leur capacité à évaluer la profondeur, la distance et à voir toute la circonférence d’un objet. Contrairement aux yeux humains, qui ont tendance à percevoir en deux dimensions, limitant notre vision à l’avant d’un objet sans visualiser l’arrière. En l’absence de la longueur d’onde ultraviolette, les récepteurs des abeilles n’auraient tout simplement pas de point de référence, compliquant considérablement le processus de pollinisation.
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