一, L'idée principale derrière un programme d'éclairage est de modifier la photopériode pour l'adapter au type de plante.
1. La base biologique de la photopériode
Les plantes peuvent savoir quand changer de stade de développement en fonction de la durée du jour et de la nuit (la photopériode). Par exemple, les plantes à jours courts-comme les chrysanthèmes et les poinsettias ont besoin d'au moins 12 heures d'obscurité consécutives pour fleurir, tandis que les plantes-à jours longs comme le blé et les épinards ont besoin d'au moins 14 heures de lumière pour prospérer. Parce qu’elles ouvrent leurs stomates la nuit, les plantes CAM comme l’agave et le cactus doivent éviter les anomalies métaboliques qui peuvent survenir lorsqu’elles sont exposées à la lumière toute la journée.
Ce que fait l’industrie :
Des contrôleurs de temps intelligents permettent d’ajuster très précisément la photopériode dans les plantations commerciales. Par exemple, 16 heures de lumière et 8 heures d’obscurité sont utilisées pour aider les feuilles à pousser pendant le stade plantule du Phalaenopsis. Lorsque la période d’induction de la floraison passe à 12 heures de lumière et 12 heures d’obscurité, les boutons floraux commencent à se former.
Si vous souhaitez minimiser les épidémies d’algues dans votre aquarium domestique, vous devez imiter le cycle naturel de la lumière lorsque vous plantez des plantes aquatiques.
2. Différentes demandes pour différentes espèces de plantes
Types courants de plantes et points de contrôle importants suggérés pour la durée pendant laquelle elles doivent rester à la lumière
Les chrysanthèmes et le soja sont des exemples de plantes-à jours courts qui ont besoin d'une obscurité totale (moins de 5 lux) pendant 8 à 12 heures d'obscurité.
Les plantes-journées longues comme le blé et le chou doivent rester à l'abri du soleil direct à midi pendant 14 à 18 heures, car cela peut bloquer la lumière.
Pendant 12 à 16 heures (± 0,5 heure), les plantes neutres comme les tomates et les poivrons gardent une photopériode constante.
Pour imiter leur habitat naturel, les plantes CAM comme l'aloe vera et les fleurs de pierre ont besoin de lumière supplémentaire la nuit (4 à 6 heures) et de aucune lumière pendant la journée.
Cas : Une usine de Shanghai plantait des fraises lorsqu'elle a remarqué que les fruits ne recevaient pas suffisamment de sucre lorsqu'ils étaient exposés au soleil pendant 18 heures d'affilée. Lorsque l'exposition à la lumière a été modifiée à 16 heures (avec 2 heures d'impulsions de lumière rouge) et 8 heures d'obscurité, le poids d'un fruit a augmenté de 12 % et la teneur en sucre de 1,5 degré Bx.
2, Configuration dynamique du calendrier : synergie entre le stade de croissance et le spectre
1. Stade plantule : contrôler à la fois la qualité et la quantité de lumière
Intensité lumineuse : 200–400 μ mol/m²/s (valeur PPFD) pour éviter les brûlures des semis dues à une trop grande lumière.
Le rapport spectral montre que la lumière bleue représente 40 à 50 % de la lumière, ce qui favorise la croissance des racines et l’épaisseur des tiges.
L'horaire est de 16 heures de lumière et 8 heures d'obscurité, ce qui ressemble à la façon dont le soleil se lève lentement au printemps.
Données de l'industrie :
Une entreprise de sélection a réalisé une expérience comparative et a découvert que l'utilisation d'un spectre de lumière bleue dominante pendant 16 heures par jour sur des plants de piment rendait leurs tiges 22 % plus épaisses et leur taux de survie à la transplantation 18 % plus élevé.
Si l’exposition à la lumière des microperles naines dans un aquarium domestique est supérieure à 14 heures, cela peut rapidement conduire à une compétition d’algues. Cela signifie que vous devez appliquer un engrais liquide et contrôler le système CO₂.
2. La période de croissance nutritionnelle : plus de lumière et une gamme de couleurs plus large
Intensité lumineuse : 400–600 μ mol/m²/s, ce dont les feuilles ont besoin pour pousser rapidement.
Le rapport spectral montre que la lumière rouge représente 30 à 40 %, la lumière bleue représente 20 à 30 % et la lumière blanche comble les lacunes.
Programme : 18 heures de lumière et 6 heures d'obscurité, ainsi que la gestion du gradient de température (température diurne de 28 degrés et température nocturne de 20 degrés).
Avancement technologique :
Des chercheurs de l'Université de Wageningen aux Pays-Bas ont découvert que l'utilisation de la spectroscopie dynamique pendant la période de croissance nutritionnelle (50 % de lumière rouge à midi et 40 % de lumière bleue au crépuscule) peut augmenter la vitesse de croissance de la laitue de 25 %.
Dans les plantations commerciales, un système de gradation-basé sur le temps est utilisé pour trouver le bon équilibre entre la consommation d'énergie et la productivité. Par exemple, une lumière bleue de 450 nm réveille les plantes le matin, une lumière rouge de 660 nm les favorise vers midi et une lumière jaune de 590 nm les ajuste à la tombée de la nuit.
3. Période de floraison et de fructification : contrôle précis du spectre et de la durée du jour
Intensité lumineuse : 600–900 μ mol/m²/s, ce qui est suffisant pour répondre aux besoins énergétiques de différenciation des boutons floraux.
Le rapport spectral est de 60 à 70 % de lumière rouge, de 10 à 15 % de lumière rouge lointaine (730 nm) et de 10 à 15 % de lumière rouge lointaine. Cela fait fleurir les plantes.
Pour les plantes à jours courts-, le programme est de 12 heures de lumière et 12 heures d'obscurité. Pour les plantes à jours longs-, c'est 14 heures de lumière et 10 heures d'obscurité.
Demande de cas :
Au Yunnan, lorsque Phalaenopsis a été planté dans un massif de fleurs, il a été observé que l'utilisation de lampes fluorescentes standard pour un éclairage supplémentaire rendait les tiges trop hautes. Lorsque nous sommes passés aux lampes de croissance à LED (lumière rouge : lumière rouge lointaine=5 :1), les tiges sont devenues 30 % plus courtes et les fleurs 15 % plus grandes.
Si l'exposition à la lumière est inférieure à 12 heures pendant la phase de floraison, il est possible que les fleurs et les fruits tombent lorsque vous plantez des tomates à la maison. Vous pouvez augmenter le taux de nouaison des fruits de 40 % en utilisant un contrôleur de temps intelligent pour régler 14 heures de lumière, dont 2 heures d'impulsions de lumière rouge.
3, S'adapter à l'environnement et gérer les anomalies : pouvoir modifier les horaires selon les besoins
1. Paiement pour les changements de saisons et de régions
Zones à hautes latitudes, comme l'Europe du Nord : s'il y a moins de 8 heures de lumière naturelle en hiver, un éclairage supplémentaire à LED pendant 24 heures (16 à 18 heures) est nécessaire, ainsi qu'un film réfléchissant pour rendre la lumière plus efficace.
In the equatorial region, if the midday light intensity is too great (>2000 μ mol/m²/s), vous devez utiliser des filets d'ombrage et des lumières LED à différents moments pour éviter la suppression de la lumière.
Plan pour l'industrie :
Une serre au Canada utilise un système de formule de lumière dynamique. En hiver, la lumière rouge (660 nm) est la principale source de lumière pour aider les plantes à pousser, et au printemps, la lumière bleue (450 nm) est utilisée pour empêcher les plantes de devenir trop hautes.
La ferme verticale de Singapour utilise des capteurs pour surveiller la quantité de lumière naturelle et modifie automatiquement la durée de remplissage des LED (4 heures les jours ensoleillés et 12 heures les jours de pluie).
2. Planifiez les urgences liées au mauvais temps
Des jours de pluie qui ne s'arrêtent jamais : augmentez l'intensité lumineuse à 800 μ mol/m²/s, maintenez le taux de photosynthèse identique avec une fertilisation au CO₂ (1 000 ppm) et ajoutez un éclairage LED pendant 18 heures.
Températures élevées : réduisez la durée d'allumage des lumières LED à midi (ne les laissez pas chevaucher la lumière naturelle), refroidissez-les à l'aide d'un système de ventilateur à rideau humide, puis ajoutez plus d'éclairage.
Prise en charge des données :
Au cours de la saison des pluies du bassin du fleuve Yangtze en 2024, une certaine base de semis a utilisé un éclairage supplémentaire à LED (16 heures par jour, 600 μ mol/m²/s) pour accélérer la croissance des plants de piment de 45 jours à 32 jours.
En été, lorsqu'il fait chaud dehors, les lumières LED de l'aquarium domestique ne doivent être allumées que pendant 12 heures à la fois. Si la température de l'eau dépasse facilement les 30 degrés, vous devez utiliser une minuterie pour éclairer par sections (4 heures le matin et 4 heures le soir).
4, Outils pour le travail technique et moyens de rendre les choses plus efficaces : passer du manuel à l'intelligent
1. Paramètres importants pour les contrôles horaires classiques
Configuration en segments : prend en charge plus de 10 heures de commutation pour répondre aux besoins des différentes phases de croissance.
Mode saisonnier : un modèle indiquant la durée pendant laquelle les lumières doivent rester allumées au printemps, en été, en automne et en hiver, en un seul clic pour basculer.
Redondance de sécurité : configurez deux contrôleurs de temps pour qu'ils se sauvegardent mutuellement afin que les coupures de courant n'arrêtent pas les cycles d'éclairage.
Exemple de comment procéder :
Lors de la plantation de chrysanthèmes à jours courts, définissez l'option « période d'induction de la floraison ». Cela signifie que les lumières doivent être allumées de 6h00 à 18h00 (12 heures) et éteintes de 18h00 à 6h00 le lendemain.
Pour les aquariums domestiques, évitez la lumière directe du soleil à midi. Utilisez plutôt la lumière simulée du matin de 9h00 à 12h00 et la lumière simulée de l’après-midi de 14h00 à 17h00.
2. Utilisation de systèmes intelligents d’Internet des objets
Surveillance de l'environnement lumineux : les capteurs spectraux permettent de modifier-en temps réel le rapport de qualité de la lumière.
Modèle d'IA pour faire des prévisions : créez automatiquement le meilleur calendrier en fonction des prévisions météorologiques et des données sur la croissance des plantes.
Télécommande : utilisez une application mobile pour modifier les paramètres d'éclairage et laissez plusieurs personnes gérer les lumières en même temps.
Cas dans l'industrie :
Après avoir installé un système d'éclairage intelligent chez un fabricant d'installations aux Pays-Bas, la consommation d'énergie a diminué de 30 % et le rendement unitaire a augmenté de 25 %.
Les prises intelligentes permettent aux utilisateurs domestiques de connecter des lampes de culture à LED afin de pouvoir contrôler automatiquement « le travail au lever du soleil et le repos au coucher du soleil ».
