La fertilisation apporte les différents minéraux nécessaires à la croissance de plante. Un déséquilibre nutritionnel peut modifier et limiter certains processus indispensables au développement des cultures, notamment la photosynthèse.

La photosynthèse comprend deux phases. Une phase photochimique qui converti l’énergie lumineuse en énergie chimique sous forme d’ATP* et de potentiel réducteur. Et une phase chimique dans laquelle le cycle de Calvin utilise cette énergie pour fixer le carbone pour la création de matière organique.

La phase photochimique est initiée par l’absorption de la lumière par la chlorophylle. Or une carence nutritionnelle, notamment en N, Fe, Mg entraine une diminution de la concentration en chlorophylle et réduit ainsi la photosynthèse.

Le Cu, le Mn, le N et le P sont nécessaires aux réactions qui produisent l’ATP. Une carence en phosphore va inhiber l’activité de l’ATPsynthase et donc réduire la productivité des plantes.

En fonction de l’intensité reçue et du stade de développement de la plante les besoins en chlorophylle et en ATP changent. Il est donc primordial d’apporter une fertilisation adaptée pour ne pas limiter la photosynthèse.

Des besoins en minéraux impactés par la qualité spectrale

L’absorption des nutriments par la plante peut être modifiée par la lumière et plus précisément par la qualité du spectre lumineux. En effet, Pinho et al. 2016 ont montré que l’ajout de rouge lointain à des LEDs rouges et bleues augmente l’absorption de macro-nutriments tel que le K, le Ca et le Mg chez la laitue. De même, l’absorption du Fe et du Zn a été augmentée en passant d’un rouge clair à un rouge plus foncé.

Le ratio de couleur rouge/bleu influence aussi l’absorption des nutriments. Encore sur la laitue, Chen et al. 2014 ont montré qu’un spectre avec 30% de bleu et 80% de rouge induit la plus grande absorption des éléments minéraux suivant : Ca, Mg, Na, Fe, Mn, Zn et B chez la laitue. Ou encore, une autre étude montre qu’un ratio rouge / bleu de 3 permet la meilleure absorption de N, P, K. Pennisi et al. 2019 ont eux aussi trouvé un effet du ratio de couleur rouge/bleu sur l’absorption de minéraux, avec une plus grande absorption de N, P, K et Mg avec un ratio de rouge/bleu égal à 3.

Ces expériences ont montré qu’à intensité égale, l’absorption des minéraux est différente selon le spectre déployé. La qualité du spectre lumineux peut influencer la nutrition minérale via des processus physiologiques connexes tels que la translocation des glucides, la transpiration et le contrôle des stomates ou encore la croissance (Pennisi et al. 2019 ; Tramblay et al. 1988).

Une fertilisation adaptée pour une culture réussie

La lumière joue un rôle clé dans l’optimisation et le contrôle des facteurs de production. Le contrôle total du spectre lumineux tant en quantité qu’en qualité, offre de nouvelles possibilités d’optimisation de l’absorption des micro- et macro-éléments nutritifs. Par conséquent, en fonction du spectre lumineux, des fertilisations spécifiques peuvent être mises en place pour maintenir les plantes à l’abri des désordres nutritionnels.

Bibliographie

Chen, X.-L., Guo, W.-Z., Xue, X.-Z., and Mmanake Beauty, M. 2014. Effects of LED spectrum combinations on the absorption of mineral elements of hydroponic lettuce. Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi 34(5): 1394–1397.

Pennisi, G., Orsini, F., Blasioli, S., Cellini, A., Crepaldi, A., Braschi, I., Spinelli, F., Nicola, S., Fernandez, J.A., Stanghellini, C., Gianquinto, G., and Marcelis, L.F.M. 2019. Resource use efficiency of indoor lettuce ( Lactuca sativa L.) cultivation as affected by red:blue ratio provided by LED lighting. Scientific Reports 9(1): 1–11.

Pinho, P., Jokinen, K., and Halonen, L. 2017. The influence of the LED light spectrum on the growth and nutrient uptake of hydroponically grown lettuce. Lighting Research and Technology 49(7)

Tremblay, N., Gasia, M.C., Gerauge, M.T., Gosselin, A., and Trudel, M.J. 1988. Effects of light spectral quality on nutrient uptake by tomato. Can. J. Plant Sci. 68(1): 287-289