La culture de laitue à l'échelle industrielle repose sur un environnement contrôlé. Un apport précis de lumière, d'eau et de nutriments permet une croissance et une nutrition optimales. Mais quel type de lumière est le plus efficace ? La lumière rouge et la lumière bleue, appartenant au spectre visible, sont connues pour activer la photosynthèse. Cependant, d'autres longueurs d'onde, comme la lumière rouge lointaine, pourraient également avoir un impact sur la croissance des plantes.

Maintenant, chercheurs Des chercheurs japonais ont découvert qu'en ajoutant de la lumière rouge lointaine à la production de laitue, ils pouvaient augmenter significativement la taille des feuilles et améliorer la photosynthèse. Ceci pourrait permettre d'optimiser les protocoles de production de la laitue en agriculture sous environnement contrôlé, une forme importante de production maraîchère complémentaire.

L’agriculture en environnement contrôlé, comme les serres industrielles, peut contribuer à assurer une production maraîchère stable, quelles que soient les conditions météorologiques ou les perturbations des chaînes d’approvisionnement mondiales. Toutefois, améliorer à la fois le rendement et la qualité nutritionnelle tout en optimisant la consommation d’énergie demeure un défi majeur – Dr Wataru Yamori, auteur principal.

Pour étudier les effets de la lumière rouge lointaine sur la croissance de la laitue, les chercheurs ont cultivé une variété de laitue à feuilles rouges (Lactuca sativa Des plants de la variété « Red Fire » ont été cultivés dans une serre sous éclairage artificiel. L’éclairage était assuré par des LED blanches de 5 000 K, complétées par des LED rouge lointain. Quatre traitements lumineux différents ont été testés afin de déterminer le plus efficace. La répartition de la lumière était aussi homogène que possible dans toute la zone de culture.

Les plants de laitue ont été cultivés en hydroponie. Ils ont été semés dans des cubes d'uréthane remplis d'eau et d'engrais hydroponique. Tous les autres paramètres de production (température, humidité, repiquage, etc.) ont respecté les protocoles de culture standard de la laitue, permettant ainsi une application directe des résultats expérimentaux à la production industrielle.

Nous avons découvert que la lumière rouge lointaine peut être utilisée de manière stratégique durant les premières phases de croissance pour augmenter le rendement de la laitue, tandis que son retrait avant la récolte contribue à préserver des caractéristiques qualitatives importantes telles que l'accumulation d'anthocyanes. Ceci constitue une « recette » d'éclairage pratique qui permet d'équilibrer productivité et qualité – Dr Wataru Yamori, auteur principal.

Il est intéressant de noter que la lumière rouge lointaine a stimulé la croissance des plantes de plusieurs façons – en améliorant la taille de la laitue ainsi que la photosynthèse – bien qu'elle ne soit pas absorbée aussi efficacement que la lumière visible.

L'absorption dans le spectre visible (400–700 nm) était supérieure à 64 % pour les feuilles rouges et à 53 % pour les feuilles vertes, mais l'absorption totale dans le rouge lointain était beaucoup plus faible, à respectivement 7.6 % et 6.3 %. De fait, les longueurs d'onde plus longues du rouge lointain (715–750 nm) présentaient des valeurs d'absorption encore plus faibles, de l'ordre de 4 % ou moins.

Cela rend l'impact de l'ajout stratégique de lumière rouge lointaine aux jeunes pousses de laitue encore plus frappant.

Nos résultats présentent un nouveau concept de gestion de l'éclairage dans les usines de production végétale, dans lequel la lumière rouge lointaine n'est pas utilisée comme une source de lumière constante, mais comme une lumière appliquée de manière stratégique en fonction du stade de croissance – Dr Wataru Yamori, auteur correspondant.

Les chercheurs ont identifié les variations de la production de feuilles de laitue en mesurant la masse fraîche des feuilles, leur surface, leur poids sec et la forme des plantes tout au long de l'expérience. Les variations de la photosynthèse ont été suivies selon des protocoles de laboratoire standard.

De plus, les chercheurs ont mesuré l'accumulation de pigments et de vitamine C dans les laitues soumises à différents traitements à la lumière rouge lointaine. Les pigments mesurés comprenaient la chlorophylle (vert), les caroténoïdes (orange) et les anthocyanes (rouge). Les pigments rouges étant essentiels à la production de laitue à feuilles rouges, les gènes impliqués dans la production de cette couleur ont été suivis afin de détecter d'éventuelles variations.

Yamori et ses collègues ont constaté que la production de vitamine C, et par conséquent la qualité nutritionnelle de la laitue, était affectée négativement par un traitement à la lumière rouge lointaine, mais que cet impact variait selon le moment de l'application. Ce constat s'appliquait également aux anthocyanes et à la chlorophylle. Les chercheurs ont donc suggéré que le choix du moment d'application de la lumière rouge lointaine serait crucial pour optimiser la valeur nutritionnelle et la croissance.

Notre prochaine étape consiste à optimiser cette stratégie d'éclairage pour différentes cultures, variétés et densités de plantation, dans le but de développer des systèmes de production agricole plus économes en énergie et à plus forte valeur ajoutée en environnement contrôlé – Dr Wataru Yamori, auteur correspondant.

Dans cette optique, les résultats peuvent désormais être utilisés pour optimiser davantage la production de laitue, pour des plantes et des personnes en bonne santé.

LIRE L'ARTICLE: Levine, C., Tanigawa, K., Wakabayashi, Y., Wang, J., Qu, Y., Terashima, I., et Yamori, W.(2026) La lumière rouge lointaine aux premiers stades de croissance stimule la biomasse de la laitue et préserve les anthocyanes. Annals of Botany. Disponible à l'adresse: https://doi.org/10.1093/aob/mcag031.

Image de couverture : Laitue (Lactuca sativa) / Canva