Comment la lumière verte affecte-t-elle la photosynthèse ?

par | Juil 4, 2024 | blogs, Cultiver des lumières | 0 commentaires

Introduction

Comment la lumière verte affecte-t-elle la photosynthèse ? Nous nous concentrons souvent sur les couleurs bleue et rouge dans les lampes de culture parce que la chlorophylle absorbe facilement ces longueurs d’onde, comme le montrent les courbes d’absorption de la chlorophylle omniprésentes (figure 1). Mais qu’en est-il du feu vert ?

Les gens négligent souvent la lumière verte en raison de la forte baisse de sa zone d’absorbance (figure 1). Toutefois, dans ce billet, nous présenterons des arguments solides en faveur de l’impact significatif du feu vert sur l’agriculture d’intérieur.

Photosynthèse

Fig 1 Diagramme d’absorbance de la chlorophylle

La contradiction de la courbe de McCree ?

L’argument le plus répandu en faveur de l’efficacité de la lumière verte est le graphique de la courbe de McCree (figure 2). Les expériences de photosynthèse de Keith McCree, menées en 1972, semblent contredire les courbes d’absorbance traditionnelles en montrant une contribution photosynthétique plus importante des couleurs vertes.

La courbe de McCree représente en effet fidèlement l’efficacité de la lumière verte. En outre, il n’y a pas de contradiction avec les courbes d’absorption – les deux graphiques mesurent des aspects différents des données. Voici l’explication.

Photosynthèse

Fig 2 Courbe de McCree

Explication de la courbe d’absorbance.

Les données traditionnelles de la courbe d’absorbance proviennent d’échantillons de plantes broyées et trempées dans un solvant pour séparer la chlorophylle, qui est ensuite placée dans une solution liquide.

Ensuite, différentes couleurs de lumière passent à travers le liquide. Un dispositif spectral enregistre les caractéristiques résiduelles de la couleur de la lumière transmise afin de déterminer la quantité de cette couleur de lumière que les chlorophylles ont absorbée.

Les chercheurs testent différentes longueurs d’onde de rouge, de bleu et de vert, une fois pour la chlorophylle-a et une fois pour la chlorophylle-b. Ils enregistrent les données et les utilisent pour créer les courbes d’absorbance (figure 1).

 

Photosynthèse

Fig 3 Comment les données de la courbe d’absorbance sont accumulées.

La courbe de McCree expliquée.

Les expériences de McCree utilisent des feuilles entières solides au lieu de composants végétaux broyés, ce qui explique les différences de données. Dans ces expériences, les feuilles sont placées dans des chambres fermées et exposées à différentes couleurs de lumière.

Les chercheurs mesurent l’augmentation de l’oxygène provenant de la respiration photosynthétique dans la chambre afin d’indiquer la quantité de photosynthèse pour chaque couleur de lumière. Dans un premier temps, on peut s’attendre à des résultats similaires aux courbes d’absorption traditionnelles, mais un autre facteur change la donne.

 

Photosynthèse

Fig 4 Comment les données de la courbe de McCree sont-elles accumulées ?

Ce facteur est l’épaisseur du tissu de la feuille. Bien que visuellement plate, une feuille est assez épaisse dans le monde microscopique. Les couleurs bleue et rouge de la lumière ne pénètrent que les couches superficielles du tissu foliaire (figure 5).

Fig 5 Absorption de la lumière par les feuilles (bleu-gauche, rouge-droite)

Broderson et Vogelmann (Functional Plant Biology 2010 37.403-412)

En revanche, la lumière verte pénètre plus profondément et peut même traverser la feuille (figure 6).

Même si la chlorophylle absorbe un pourcentage plus faible de lumière verte, la lumière verte a plus de chances d’entrer en contact avec la chlorophylle plus profondément dans le tissu. Il s’agit d’un compromis – moins de capacité d’absorption de la chlorophylle mais une plus grande pénétration des feuilles.

 

Fig 6 Absorption de la lumière par les feuilles (vert-gauche, extrême-rouge-droite)

Broderson et Vogelmann (Functional Plant Biology 2010 37.403-412)

En outre, un pourcentage plus élevé de lumière verte (et rouge lointain) peut traverser la feuille et avoir un impact sur la photosynthèse dans les branches inférieures, alors que la lumière bleue et rouge est limitée à la couche supérieure des feuilles. La lumière verte est donc particulièrement utile pour les plantes denses et touffues comme le cannabis.

Pour le démontrer, vous pouvez utiliser un spectromètre ou un PARmètre spectral et prendre un enregistrement de la lumière sous une feuille – le spectre résultant (figure 7) montrera une prépondérance de la lumière verte et rouge lointaine (>700nm).

 

Figure 7 Spectre de la lumière solaire traversant une feuille.

Résumé

Les courbes d’absorption de la chlorophylle suggèrent que les couleurs vertes des lampes de culture ont un impact minimal – ce qui peut être trompeur si vous essayez d’établir une corrélation avec la photosynthèse.

En revanche, les données de la courbe de McCree sont directement liées à la photosynthèse et impliquent l’échantillonnage de feuilles entières. Il introduit un nouveau facteur de pénétration de la lumière dans le tissu foliaire : la lumière verte pénètre mieux dans le tissu foliaire et traverse les couches inférieures des feuilles, augmentant ainsi le taux de contact entre les photons verts et les chlorophylles.

En résumé, la courbe de McCree suggère fortement que les couleurs vertes dans les lampes de culture sont significatives – et il existe de nombreuses données de recherche et preuves empiriques pour le confirmer.

  1. Supplémentation en lumière verte pour une meilleure croissance de la laitue sous diodes émettrices de lumière rouge et bleue. | Kim, H.-H., Goins, G. D., Wheeler, R. M. et Sager, J. C. (2004).
  2. N’ignorez pas le feu vert : Exploration de divers rôles dans les processus végétaux. | Smith, H. L., McAusland, L. et Murchie, E. H. (2017).
  3. La lumière verte stimule la photosynthèse des feuilles plus efficacement que la lumière rouge dans une lumière blanche intense : Réexamen de la question énigmatique de la raison pour laquelle les feuilles sont vertes. | Terashima, I., Fujita, T., Inoue, T., Chow, W. S. et Oguchi, R. (2009).

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