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L鈥檕bjectif g茅n茅ral de cette activit茅 est de d茅velopper un syst猫me de production biologique en serre pour la contre plantation de tomates et la culture prolong茅e de poivron avec un 茅clairage d鈥檃ppoint fournissant toute l鈥檃nn茅e des fruits produits localement. Sp茅cifiquement :

1. Concevoir un syst猫me de croissance biologique qui optimisera la p茅n茅tration de la lumi猫re 脿 l鈥檌nt茅rieur du couvert v茅g茅tal et permettre la contre plantation en sol de plants de tomates;
2. Am茅liorer la distribution de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint 脿 l鈥檌nt茅rieur du couvert v茅g茅tal et l鈥檈fficacit茅 d鈥檜tilisation de la lumi猫re en recourant 脿 une combinaison de lampes 脿 diodes 茅lectroluminescentes (DEL) et de lampes 脿 vapeur de sodium 脿 haute pression (HPS);
3. Caract茅riser les besoins en nutriments et l鈥檃ctivit茅 biologique du sol dans le cadre de cultures continues (non-stop) sous 茅clairage d鈥檃ppoint;
4. Optimiser la gestion de l鈥檌rrigation et de la fertilisation sous un r茅gime d鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint;
5. 脡valuer l鈥檈fficacit茅 de l鈥檜tilisation de la lumi猫re et l鈥檈fficacit茅 de l鈥檜tilisation d鈥櫭﹏ergie des syst猫mes de production propos茅s;
6. 脡valuer l鈥檌mpact de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint et de la contre plantation (culture intercalaire) sur la qualit茅 des fruits.

La demande pour les aliments biologiques a augment茅 annuellement de 15% 脿 25% au Canada, les l茅gumes frais repr茅sentant 25% de la vente totale d鈥檃liments biologiques. M锚me s鈥檌l y a une demande importante, le Canada continue d鈥檌mporter de 75% 脿 80% de ses produits biologiques, principalement des 脡tats-Unis. La demande croissante des consommateurs canadiens d茅coule principalement des enjeux de sant茅 li茅s aux r茅sidus de pesticides sur les aliments et des enjeux environnementaux. Pour combler une partie de cette demande, la production durable de l茅gumes frais produits localement doit 锚tre d茅velopp茅e et propos茅e 脿 l鈥檌ndustrie mara卯ch猫re canadienne. Le d茅veloppement d鈥檜n syst猫me de production biologique en serre utilisant l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint est une solution de rechange prometteuse pour satisfaire les besoins des consommateurs, et cela pourrait aussi contribuer 脿 la croissance et au soutien 脿 long terme de l鈥檌ndustrie canadienne de production en serre.

La production en serre est un secteur important de l鈥檌ndustrie agroalimentaire canadienne (une valeur estim茅e 脿 2.5 milliards de dollars en 2007), ceci incluant plus de 1.2 milliard pour la culture de l茅gumes. Cependant, seulement 3% des l茅gumes produits en serre au Canada sont cultiv茅s en utilisant l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint alors que 3.3% sont produits biologiquement sans 茅clairage d鈥檃ppoint.

En Finlande, 35% des l茅gumes de serre sont produits sous 茅clairage d鈥檃ppoint et plus de 200 hectares de l茅gumes le sont en Hollande, fournissant des produits locaux de grande qualit茅 脿 l鈥檃nn茅e longue. Au cours des vingt derni猫res ann茅es, il a 茅t茅 clairement d茅montr茅 que l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint dans des conditions de basse luminosit茅, telles celles observables au Canada, augmentaient le rendement de l茅gumes de haute qualit茅 et permettait une production de produits locaux 脿 longueur d鈥檃nn茅e.

De plus, l鈥檜tilisation de lampes HPS peut contribuer 脿 r茅duire de 25% 脿 40% les besoins en chauffage au Canada, ce qui repr茅sente en moyenne un co没t de production d鈥檈nviron 30%. Les effets de diverses sources et de diff茅rents spectres de lumi猫re sur les cultures de l茅gumes ont r茅cemment 茅t茅 examin茅s. Les r茅sultats indiquent que la qualit茅 spectrale et le patron de distribution de la lumi猫re au cours d鈥檜ne journ茅e peuvent augmenter la productivit茅 des l茅gumes de serre et constituent un outil puissant pour initier des r茅ponses physiologiques sp茅cifiques qui am茅liorent l鈥檈fficacit茅 de l鈥檜tilisation 茅nerg茅tique. De plus, l鈥櫭ヽlairage artificiel entre les rangs de culture, combin茅 ou non 脿 de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint 脿 l鈥檌nt茅rieur du couvert v茅g茅tal et 脿 la contre plantation pourrait s鈥檃v茅rer plus efficace puisque c鈥檈st entre les rangs et au bas des plants que la quantit茅 de lumi猫re est la plus faible.

En cons茅quence, l鈥檕bjectif g茅n茅ral de cette activit茅 est de d茅velopper un syst猫me de production biologique en serre pour la contre plantation de tomates et la culture allong茅e de poivrons sous 茅clairage d鈥檃ppoint afin de produire localement des fruits 脿 longueur d鈥檃nn茅e. Plus sp茅cifiquement, le projet vise 脿 1) concevoir un syst猫me de production biologique qui optimisera la p茅n茅tration lumineuse 脿 l鈥檌nt茅rieur du couvert de feuilles et permettra la contre plantation en sol; 2) d茅terminer le niveau d鈥櫭ヽlairement et la composition de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint pour la culture biologique en contre plantation de tomates et de poivrons (en culture prolong茅e)  o霉 la productivit茅 en quantit茅 et en qualit茅 sera optimis茅e;  3) caract茅riser les besoins en nutriments, l鈥檃ctivit茅 biologique du sol et le contr么le biologique des ravageurs dans le cadre d鈥檜ne culture continue (non-stop) sous 茅clairage d鈥檃ppoint; 4) Optimiser la gestion de l鈥檌rrigation et de la fertilisation sous un r茅gime d鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint; 5) optimiser la charge en fruits en tenant compte de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint; 6) 茅valuer l鈥檃pport de chaleur fourni par l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint et l鈥檈ffet de la lumi猫re froide (lampes DEL) sur les plantes; 7) 茅valuer l鈥檈fficacit茅 de l鈥檜tilisation de l鈥櫭ヽlairage et de l鈥檜tilisation 茅nerg茅tique; 8) 茅valuer l鈥檈ffet de l鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint et de la contre plantation sur la qualit茅 des fruits.

Pour rencontrer ces objectifs, trois s茅ries d鈥檈xp茅riences (dispositif en parcelles divis茅es avec 2 ou 3 r茅p茅titions) seront men茅es sur un site commercial (contre plantation de tomates; Sagami Inc.) et un site exp茅rimental (chambres de croissance et serre de l鈥橴niversit茅 Laval; tomate et poivron) en se basant sur des syst猫mes de production biologiques et conventionnels. Les syst猫mes conventionnels serviront de r茅f茅rence pour comparer la productivit茅 qui sera obtenue avec une culture biologique sous 茅clairage d鈥檃ppoint o霉 la disponibilit茅 en nutriments pourrait 锚tre un facteur limitant. Les cultures conventionnelles seront cultiv茅es dans des bacs de culture remplis d鈥檜n substrat 脿 base de fibres de noix de coco et elles seront irrigu茅es avec une solution nutritive conventionnelle. Les cultures biologiques seront produites dans un sol amend茅 avec de la mati猫re organique et des fertilisants certifi茅s. Les lampes DEL et les r茅gimes d鈥櫭ヽlairement pour la tomate et le poivron seront 茅tudi茅s 脿 l鈥橴niversit茅 Laval et test茅s 脿 une 茅chelle commerciale dans les ann茅es 2 et 3. Au niveau commercial, deux largeurs d鈥檈spacements entre les rangs pour la tomate en contre plantation seront compar茅es au cours de la premi猫re ann茅e dans quatre chapelles de serre sous 茅clairage d鈥檃ppoint HPS. Les plants de tomates seront contre plant茅s apr猫s 6 mois et conduits dans un syst猫me de palissage en V. Pendant les ann茅es 2 et 3, les syst猫mes d鈥櫭ヽlairage avec les lampes DEL seront plac茅s entre les rangs afin de fournir 50 碌mol m-2s-1 (tomate) ou plac茅s au dessus des plants pour compl茅menter les lampes HPS (poivron). Pour chaque mod猫le d鈥櫭ヽlairage d鈥檃ppoint, la charge optimale en fruits sera d茅termin茅e. L鈥檈ffet combin茅 de la DFPP (densit茅 de flux photonique photosynth茅tique) et des diff茅rentes longueurs d鈥檕nde sur la morphologie, la croissance, la nutrition min茅rale, la productivit茅 et la qualit茅 des tomates et des poivrons sera 茅valu茅, tout comme le contr么le des insectes et des maladies. Ces exp茅riences assureront un transfert technologique imm茅diat et permettront d鈥檃dapter notre syst猫me durable de production biologique au contexte commercial de production. Les r茅sultats de ce projet augmenteront la profitabilit茅 et la comp茅titivit茅 des entreprises canadiennes en accroissant le rendement et la qualit茅 des produits locaux et r茅duiront les risques associ茅s 脿 la production biologique en serre en d茅veloppant de nouveaux syst猫mes de production dont les r茅coltes s鈥櫭ヽhelonneront sur toute l鈥檃nn茅e.

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