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.
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.
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.
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Références
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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