Croissance et qualité organoleptique de la mangue (Mangifera indica) : analyse expérimentale et modélisation de l'effet de la disponibilité hydrique et carbonée

Lechaudel Mathieu. 2004. Croissance et qualité organoleptique de la mangue (Mangifera indica) : analyse expérimentale et modélisation de l'effet de la disponibilité hydrique et carbonée. Paris : INA-PG, 145 p. Thèse de doctorat : Agronomie : Institut national agronomique Paris-Grignon

Thèse

Prévisualisation

Version publiée - Anglais
Utilisation soumise à autorisation de l'auteur ou du Cirad.
LECHAUDEL-2004-these croissance qualite organoleptique mangue.pdf
Télécharger (9MB) | Prévisualisation

Encadrement : Génard, M.

Résumé : In this work, the effects of water and assimilate supplies on processes involved in mango fruit quality were investigated, in order to contribute to understand the intra-crown heterogeneity of mango fruit quality. By an experimental approach, a strong link was found between water and carbon accumulation in each fruit component (peel, pulp and stone) regardless of treatments. The pulp is the component for which the size increased the most with the leaf-to-fruit ratio. Fresh mass and dry matter content are the main quality traits affected by assimilate supply in mango. Calcium, malic and citric acids, and fructose concentrations were higher, and those of sucrose were lower in fruits from treatment with the lowest assimilate supply. In our conditions, water supply affected weakly mango fruit quality. The effects of assimilate supply on source/sink balance at the shoot bearing fruit level was analysed by experiments and models. The model computed processes as leaf photosynthesis, maintenance and growth respiration, reserves storage and mobilisation in leaves and stem, and fruit growth. Simulations using various climatic conditions were used to assess the respective contribution of climate changes, initial fruit dry mass and leaf-to-fruit ratio on processes involved in fruit growth. Plant and fruit relations (water potential, turgor and osmotic pressures) and diurnal fruit growth were determined for studying and modelling reversible and irreversible enlargement processes in mango. The model simulates changes in elastic and plastic fruit growth under various assimilate supplies, with a set of parameters, as the elastic modulus, the cell wall extensibility and the yield threshold pressure which may change during the growth in mango, as we proposed in the model. Simulations in shortage of water or assimilate supply were analysed to study how it affects fruit water relations and fruit composition and the consequences on fruit fresh mass. Those models were integrated in a global model which predicts at harvest fruit quality traits, like fruit fresh mass, dry matter content, and the main non structural compounds involved in sourness, sweetness, and shelf life. Simulations have shown that early fruit size affects positively fruit growth. Increased early fruit size improves eating quality at harvest (sweetness, sourness) but reduces quality aspects linked to shelf life. Further studies are suggested in order to generalize this ecophysiological approach at the tree level and to the application of our global model to genetic variability analysis of mango fruit quality or to propose practical consequences of this work.

Résumé (autre langue) : Dans ce travail, l'effet de la disponibilité hydrique et carbonée sur les processus impliqués dans l'élaboration de la qualité de la mangue a été étudié, afin de contribuer à expliquer la forte variabilité de la qualité de ce fruit au sein d'un même arbre. Par une approche descriptive, un couplage fort entre l'accumulation de l'eau et de la matière sèche dans chaque compartiment de la mangue (peau, pulpe et noyau) à été mis en évidence. Il est apparu que la pulpe est le compartiment qui augmente le plus avec le rapport feuilles/fruit. Nous avons montré que la masse fraîche et la teneur en matière sèche de la pulpe sont les principaux critères de qualité influencés par l'alimentation carbonée. Les concentrations en calcium, en acides malique et citrique, et en fructose sont plus élevées, celles en saccharose plus faibles, dans les fruits en condition d'alimentation carbonée limitante que dans les fruits en condition non limitante. Dans nos conditions, la disponibilité hydrique n'a eu qu'un faible impact sur la qualité des mangues. L'effet de la disponibilité carbonée sur les relations sources/puits au niveau du rameau fructifère a été étudié expérimentalement puis modélisé. Le modèle intègre les processus de photosynthèse, de respiration d'entretien et de croissance, de mise en réserves dans les feuilles et le bois, et de croissance du fruit. Ce modèle a permis de simuler, au cours d'une étude. virtuelle sur deux sites à La Réunion et sept années successives, les processus impliqués dans le fonctionnement carboné du manguier et de quantifier l'effet du climat, de la taille initiale du fruit et du rapport feuilles/fruit sur chacun des processus. La détermination de l'état hydrique des tissus de pulpe de mangue (pression de turgescence et osmotique) et des variations horaires de croissance du fruit ont permis d'étudier et de modéliser le fonctionnement hydrique de la mangue. Le modèle rend compte des variations de croissance réversible et irréversible grâce à lintroduction de variables liées aux propriétés d'élasticité et de plasticité des tissus. Des lois de variations de ces variables sont proposées pour la mangue. Une étude virtuelle montre comment les relations hydriques et la composition du fruit sont modifiées par les variations de la disponibilité carbonée et hydrique et quelles en sont les conséquences sur la croissance en masse fraîche du fruit. Les modèles de fonctionnement carboné et hydrique ont été intégrés dans un modèle global de prédiction d'un profil de qualité comprenant la masse fraîche, la teneur en matière sèche, et les concentrations des principaux composés biochimiques et minéraux impliqués dans les saveurs sucrée et acide et liés à la conservation du fruit. L'étude virtuelle a mis en évidence l'effet positif de la masse initiale du fruit sur la croissance en matière fraîche. La masse initiale du fruit améliore également des critères de qualité gustative (saveurs sucrée et acide) à la récolte, mais en réduisant des indicateurs de la durée de conservation du fruit (teneur en matière sèche et concentration en calcium). Des pistes de recherche sont proposées en vue d'une généralisation de l'analyse écophysiologique à l'échelle de l'arbre et d'une application du modèle global à l'analyse de la variabilité génétique de la qualité de la mangue ou à l'agronomie.

Mots-clés Agrovoc : Mangifera indica, mangue, croissance, développement biologique, fruit (botanique), qualité, feuille, irrigation, modèle, eau, carbone, propriété organoleptique, disponibilité d'élément nutritif, besoin en eau, besoin physiologique