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Dernière mise à jour : Mai 2018

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Plantes et Système de cultures Horticoles

Plantes et Systèmes de culture Horticoles

Quantifier et modéliser...

Quantifier et modéliser des effets des facteurs de stress abiotiques sur les processus impliqués dans l’acquisition des ressources (eau, carbone, minéraux), la croissance des organes (racines, feuilles, tige), et l’élaboration du rendement et de la qualité des fruits. Notre objectif est i) d’identifier des traits d’adaptation ainsi que les processus les plus sensibles aux contraintes abiotiques, ii) de fournir des lois de réponses à l’échelle des processus, iii) d’alimenter les modèles plantes, racines et fruits développés dans l’équipe. Cette approche qui couple expérimentation, développements méthodologiques et modélisation, nous permet d’aborder la croissance et la qualité de manière globale et d’aller vers des compromis entre les différents traits. Les facteurs étudiés sont principalement la température, l’eau, l’azote, la lumière, les actions mécaniques et la porosité du sol.

Quelques résultats de nos travaux : 

  • Les effets du stress hydrique et de l’acquisition du carbone sur la croissance des organes et la qualité des fruits ont été étudiés chez le pêcher par une approche couplée expérimentation/modélisation: des expérimentations  en condition de climat semi-aride (Iran) ont été menées afin de mesurer  l’effet d’une contrainte hydrique sur la croissance végétative, la photosynthèse et la qualité des fruits. La croissance végétative est plus rapidement et plus fortement réduite que la photosynthèse surfacique, avec à la fois une diminution de l’élongation des axes et de leur ramification (Rahmati et al. 2015a). In fine, la croissance des fruits et leur composition sont fortement affectées. Les concentrations en métabolites primaires sont plus élevées, essentiellement via un plus faible effet dilution (augmentation des teneurs en MS des fruits), et pour certains métabolites secondaires, en particulier les polyphénols, la concentration est augmentée via une modification du métabolisme (Rahmati et al. 2015b).  Cette sensibilité différenciée des processus à la contrainte hydrique a été formalisée et  intégrée au modèle qualitree développé au sein de l’unité (Rahmati 2015). 
  • L’architecture racinaire joue un rôle important dans l’adaptation de la plante aux contraintes abiotiques. Afin d’identifier de nouveaux traits d’architecture racinaire et d’étudier leur stabilité en réponse à différents facteurs, une caractérisation fine des traits racinaires a été réalisée chez différentes espèces  en réponse à la contrainte hydrique et mécanique  (Thèses E. Kichah et H. Bui). Pour cela des méthodes quantitatives et des logiciels associés ont été développés pour caractériser l’architecture à partir d’images (Delory et al. 2016). Les traits racinaires choisis présentent des variations généralement plus fortes entre espèces qu’au sein des espèces. Un dispositif de rhizotrons hydroponiques a permis de révéler que certains traits sont stables ou très corrélés (e.g. diamètres, distances interramification) alors que d’autres présentent des différences beaucoup plus fortes (e.g. vitesses de croissance, vitesses d’émergence des racines adventives) (Bui 2015).
  • On évoque généralement une défaillance hydraulique ou une privation de carbone pour expliquer le dépérissement des arbres, mais plus rarement un manque d’azote.  Or un travail expérimental sur jeunes pêchers a permis de mettre en évidence que la perturbation du débourrement, la diminution des ressources carbonées et le dépérissement des arbres au printemps sont liés à une privation d’azote à l’automne précédent. Le dépérissement a lieu en dépit d’une concentration en azote suffisante, l’azote stocké étant bloqué au niveau des racines et des axes ligneux (Jordan et al. 2013; 2014).