Les cultures sous serre, comme la tomate, gagnent en importance, mais les scientifiques travaillent encore à la meilleure formule d'éclairage d'appoint pour soutenir la croissance. Un article récemment publié dans la revue Annals of BotanyLazzarin et Dupont et al. ont découvert pour la première fois que la lumière rouge lointaine est bénéfique pour la photosynthèse des plants de tomates, mais les effets sont compliqués par l'intensité de la lumière utilisée.
Historiquement, la définition du rayonnement photosynthétique actif (RPA) exclut la lumière rouge lointaine, car la photosynthèse diminue à une longueur d'onde supérieure à 700 nm. Généralement, la plage de 400 à 700 nm est considérée comme optimale pour la photosynthèse, et les lumières de cette plage sont utilisées en production. Cependant, les plantes cultivées au soleil sont naturellement exposées à la lumière rouge lointaine. C'est pourquoi des scientifiques comme Lazzarin et Dupont et al. ont entrepris de tester empiriquement si la lumière rouge lointaine présente des avantages pour la croissance.
Selon Lazzarin et Dupont et al., leur « étude est la première à quantifier l’impact de la suppression à court terme de la lumière rouge lointaine chez les plantes cultivées avec une quantité considérablement réduite de lumière rouge lointaine dans l’irradiance solaire par rapport aux plantes cultivées avec des quantités normales de lumière rouge lointaine. »
Lazzarin et Dupont et al. ont cultivé des plants de tomates sous un éclairage solaire artificiel, avec des niveaux de lumière rouge lointain, soit fortement réduits, soit normaux, comparables à ceux du soleil. Ils ont constaté que les plants de tomates non exposés à cette lumière avaient des tiges plus courtes et moins de feuilles. Les feuilles étaient également plus petites et plus foncées que la normale. De plus, les feuilles et les tiges présentaient des décolorations violacées, probablement dues à une augmentation de la concentration d'anthocyane, une molécule connue pour son rôle dans l'absorption de la lumière lors de la photosynthèse.
En mesurant la photosynthèse, Lazzarin et Dupont et al. ont constaté que la suppression de la lumière rouge lointaine à faible intensité lumineuse avait un impact négatif sur la photosynthèse de la plante entière, réduisant les taux d'assimilation du carbone par la plante et les feuilles. Aucun effet n'a été observé à forte intensité lumineuse.
Français suggèrent que « La similarité des taux de photosynthèse de la plante entière [à forte intensité lumineuse] peut s'expliquer par les taux de photosynthèse plus élevés des feuilles individuelles, qui ont compensé la réduction de la surface foliaire chez SUN(FR−)- par rapport aux plantes cultivées sous SUN. » Cette explication est basée sur des mesures de la photosynthèse sur des feuilles individuelles, qui ont montré que les feuilles supérieures et inférieures des plantes restreintes en rouge lointain avaient des taux de photosynthèse plus élevés que celles exposées à des niveaux normaux de lumière rouge lointain. Ainsi, les plantes exposées à une lumière rouge lointain restreinte à forte intensité lumineuse ont pu compenser le fait d'avoir des feuilles moins nombreuses et plus petites. Cependant, à faible intensité lumineuse, les plantes n'ont pas été capables de compenser la perte de lumière rouge lointain, et la photosynthèse de la plante entière a été réduite.
Sur la base de ces données, Lazzarin et Dupont et al. concluent que « chez les jeunes plantes, la présence de lumière rouge lointaine dans l’irradiance solaire augmente la photosynthèse de la plante entière chez la tomate, mais seulement à faible intensité lumineuse. »
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Lazzarin, M., Dupont, K., van Ieperen, W., Marcelis, LFM et Driever, SM (2025) « Effets de la lumière rouge lointaine sur la photosynthèse des plantes : des améliorations à court terme aux effets à long terme de la lumière solaire artificielle », Annals of Botany, 135 (3), pp. 589-602. https://doi.org/10.1093/aob/mcae104
