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Culture de fraise hors-sol : l'éclairage LED complémentaire des lampes HPS

L’éclairage photosynthétique par LED est un nouveau paramètre de production qu’il est possible d’intégrer dans les itinéraires techniques sous serre hors-sol chauffée. Son usage nécessite une adaptation et une optimisation des itinéraires techniques et des variétés choisies.

L'ajout d'un éclairage photosynthétique LED doit être mené en parallèle d'une réflexion sur le choix variétal.
© CTIFL

L’éclairage photosynthétique connaît un regain d’intérêt sur diverses cultures dont la fraise. Par rapport aux lampes HPS, l’apparition des ampoules LED permet de combiner : 40 % de consommation électrique en moins, la possibilité d’adapter le spectre lumineux aux besoins des plantes et un plus faible dégagement de chaleur. Ce nouveau moyen de production correspond aux attentes des producteurs en quête d’augmentation de rentabilité et de fiabilité dans les itinéraires de fraises précoces hors-sol chauffées.

Eclairage complémentaire principalement en janvier et février

Depuis quatre ans, le centre CTIFL de Balandran réalise des essais afin d’évaluer l’effet d’un éclairage photosynthétique sur différentes variétés (Gariguette, Ciflorette, Dream, Magnum et Cléry), en prenant en compte la précocité, la productivité et la qualité des productions. Pour cette expérimentation, le choix d’éclairage s’est porté sur un matériel pour lequel des références existaient aux Pays Bas et en Belgique pour des cultures de fraise. « Mais les possibilités offertes par les LED conduisent actuellement à une offre de matériels pléthorique, tant de la part de firmes internationales que de start-ups », mentionnent les auteurs d’un article paru dans Infos CTIFL en janvier dernier (1).

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Les résultats montrent que l’éclairage LED est significativement complémentaire, principalement en janvier et février où le rayonnement extérieur est limitant. A partir de mars, le rayonnement fourni par les LED ne représente en moyenne que moins de 10 % du rayonnement total reçu par la plante. « De 2018 à 2020, l’éclairage LED a donc été activé de la plantation, mi-décembre, à fin mars. Ainsi, l’outil LED est positionné sur un créneau où il a un impact significatif en termes de cumul journalier du rayonnement reçu par les plantes, appelé DLI pour Daily Light Integral », précisent les expérimentateurs. Sur la période d’utilisation des LED, les plantes ont reçu 40 % de lumière supplémentaire en 2017 (16 janvier au 5 avril), 53 % en 2018 (18 décembre au 27 mars), 33 % en 2019 (13 décembre au 28 mars) et 31 % en 2020 (13 décembre au 2 avril).

Plus de fruits pour les modalités éclairées

La synthèse des travaux montre que l’éclairage n’a pas d’effet significatif sur la précocité. En revanche, celui-ci influence le rendement de la culture. La variété et l’année jouent sur l’intensité et la période de cette variation. Ainsi, l’évolution du rendement commercial est identique sur les quatre saisons d’expérimentation pour Gariguette. Pour Ciflorette, Magnum et Cléry, la première période de production de mars à fin avril ou début mai (premier jet) est suivie d’une seconde (remontée) se terminant fin juin.

L’amélioration du rendement pour la modalité éclairée pour Gariguette, Ciflorette et Cléry s’observe dès le début du premier jet et s’accentue au stade mi-récolte du premier jet. Pour Dream, comme observé habituellement dans d’autres essais, il existe une continuité de production entre les deux pics de production (premier jet et remontée), et ce, quelle que soit la modalité d’éclairage. « On observe une augmentation significative du rendement pour la modalité éclairée par rapport à la modalité non-éclairée sur le premier jet de production, excepté en 2019 et en 2020 », mentionne le compte rendu. La valeur du gain de rendement est variable selon les conditions de l’année et la variété.

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Avec 43 % en moyenne, Cléry est la variété qui a le gain de rendement le plus élevé sur le premier jet sur les trois années d’expérimentation. En revanche, Gariguette présente une augmentation de rendement plus faible que les autres variétés, compris entre 2 % et 23 %. L’augmentation des rendements observée se traduit par une augmentation significative du nombre de fruits pour les modalités éclairées. Il n’y a pas de différence significative sur le poids moyen des fruits. En revanche, on constate une augmentation du Brix des fruits sur le premier jet.

Des écarts de surface foliaire entre les modalités éclairées et non éclairées et entre les différentes variétés sont observés chaque année à partir du stade mi-récolte (mi-mars). Deux groupes se dessinent. Les variétés qui valorisent le supplément de lumière en produisant de la surface foliaire supplémentaire : Gariguette et Dream. Et les variétés qui valorisent le supplément de lumière en augmentant leur production : Cléry et Ciflorette. « L’ajout d’un éclairage photosynthétique LED doit être mené en parallèle d’une réflexion sur le choix variétal. Par exemple, un producteur de fraises allongées voulant mettre en place un éclairage photosynthétique devra s’orienter vers Ciflorette plutôt que vers Gariguette selon son débouché commercial », commentent les auteurs.

Perte de rendement observée sur la remontée

Sur les 16 essais réalisés (quatre ans et quatre variétés par an), près de 70 % d’entre eux permettent de générer un gain de rentabilité. Le résultat positif est lié à un gain de rendement sur le premier jet, mieux valorisé économiquement que la remontée. Celui-ci permet souvent de rééquilibrer la perte de la remontée. Dans ce système, le coût d’investissement des LED est non négligeable (137 €/m2). Le coût de fonctionnement des lampes représente également une part importante. Les consommations représentent un coût de fonctionnement de 2,40 €/m2 en 2017, 3,20 €/m2 en 2018, 3,50 €/m2 en 2019 et 3,70 €/m2 en 2020 (base 0,10 €/kWh). Les pertes financières observées sont dans neuf cas sur dix liées à la perte de rendement observée sur la remontée. Selon les résultats de l’essai, la variété Gariguette n’est pas adaptée au système de production avec LED.

(1) Tiré de L’éclairage sur fraisier en culture hors-sol - retours sur quatre années d’expérimentation - Justine Garnodier, Jean-Philippe Bosc, Myriam Capron, CTIFL. Infos CTIFL janvier-février 2021 n°368

Des pistes d’optimisation

 

 
L’augmentation des rendements observée se traduit par une augmentation significative du nombre de fruits. © CTIFL
Si l’utilisation des LED en culture de fraisier permet un gain de rendement sur le premier jet, la principale limite du système est sa rentabilité en raison des coûts d’investissement et de fonctionnement élevés. Des pistes existent pour améliorer celle-ci.

 

- Le système montre un intérêt agronomique lorsque l’ensoleillement est limité et est donc à optimiser en fonction de la zone de production.

- Les coûts d’utilisation pourraient être optimisés en diminuant la durée d’utilisation journalière et en coupant les LED lorsque l’ensoleillement n’est pas limitant.

- Les ombres portées dues à la structure des LED causent en moyenne 20 % de perte de rayonnement lors de la remontée. Il est possible que cette perte de lumière participe à la diminution de rendement de la modalité éclairée lors de la remontée

- La modalité éclairée montre une tendance à être plus sucrée sur le premier jet.

- Des besoins différents d’irrigation et de fertilisation ont été mis en évidence et sont à optimiser selon les variétés. Cette différentiation pourrait concerner l’apport de CO2.

 

Avis de producteur : Ludovic Rat, producteur de fraises dans le Lot-et-Garonne

« Eclairer nécessite d’adapter les autres paramètres »

Patricia et Ludovic Rat sont des producteurs « 100 % fraises » près de Marmande dans le Lot-et-Garonne sur 5 ha de serre verre, double et simple paroi, tunnel. Une diversité d’outils de production qui conduit aussi à de nombreux itinéraires techniques. Ludovic Rat s’intéresse depuis cinq ans à l’éclairage physiologique de sa culture fétiche. D’abord, seul et aujourd’hui accompagné par la société Red Horticulture pour différents essais. « On est sur un complément d’éclairage, 12 mol/jour qui ne remplace pas totalement la lumière naturelle mais qui permet toutefois de rallonger les périodes de jours très courts et/ou d’être moins dépendant du manque de luminosité à des stades importants de la culture, essentiellement sur les itinéraires très précoces », relate le professionnel.

La technique LED permet de moduler l’intensité lumineuse mais également son spectre qui, selon sa composition, permet d’influencer le développement racinaire ou foliaire et la sortie des hampes. Un des objectifs est, par exemple, de développer précocement la surface foliaire pour bénéficier très rapidement de l’allongement naturel des jours au printemps. En 2020, Ludovic Rat a enregistré un gain de trois semaines de précocité et plus 900 g/m2 sur sa production de Gariguette précoce. Sa volonté est de valider ces résultats en 2021 pour s’intéresser ensuite aux effets de la modulation du spectre de lumière et son impact sur le goût des fraises. D’autres variétés, Ciflorette et Cléry, devraient également être testées. « Eclairer nécessite d’adapter les autres paramètres de production, notamment chauffage et CO2 », fait aussi remarquer Ludovic Rat. 

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