Bases théoriques et approches expérimentales de la modélisation des effets de la contrainte hydrique sur les échanges gazeux foliaires du manguier et du litchi

Damour Gaëlle. 2008. Bases théoriques et approches expérimentales de la modélisation des effets de la contrainte hydrique sur les échanges gazeux foliaires du manguier et du litchi. Saint-Denis : s.n., 237 p. Thèse de doctorat : Biologie végétale : Université de la Réunion

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Encadrement : Urban, Laurent ; Cochard, Hervé

Résumé : Le manguier et le litchi sont parmi les trois productions fruitières les plus importantes de la Réunion. L'amélioration de la production bénéficierait de la réalisation d'un modèle d'acquisition et de gestion du carbone en admettant que celui-ci soit fonctionnel tout au long de l'année et quelles que soient les pratiques culturales. En particulier, la prise en compte de contraintes hydriques, fréquentes en situations réelles en champ, se révèle être un élément majeur. Cependant, les modèles de photosynthèse et de conductance stomatique couramment utilisés ne sont pas fonctionnels en conditions hydriques limitantes. Acquérir une meilleure connaissance des effets du stress hydrique sur le fonctionnement des stomates - au travers d'aspects hydriques, hydrauliques, et hormonaux - et sur la photosynthèse est alors indispensable. Après avoir dressé un état des lieux des connaissances actuelles autour du déterminisme du fonctionnement des stomates et de la photosynthèse, lors d'un stress hydrique en particulier, nous avons traité expérimentalement, chez le manguier et le litchi, quelques unes des questions soulevées, dans une optique de simulation des échanges gazeux. Nous avons montré que le manguier et le litchi adoptaient deux stratégies différentes face à la sécheresse. Le manguier est une espèce assez vulnérable à la cavitation, qui ferme ses stomates très précocement au cours du dessèchement (évitement). Le litchi est au contraire moins vulnérable et ne ferme ses stomates que plus tard (tolérance). Cependant, la vulnérabilité exacte de ces deux espèces n'a pas pu être déterminée. Les deux méthodes utilisées - déshydratation à la paillasse et centrifugation - ont conduit à des résultats différents. Chez le manguier, la vulnérabilité déterminée par centrifugation (potentiel de cavitation de -2.2 MPa) permet de vérifier l'hypothèse validée chez un grand nombre d'espèces, selon laquelle la fermeture des stomates est contrôlée afin de limiter l'embolie des vaisseaux du xylème. Sur la base de ce potentiel de cavitation, la transpiration maximale du manguier a pu être simulée au cours du stress hydrique, selon un modèle purement hydraulique. La capacité photosynthétique a diminué au cours d'un stress hydrique à long terme, chez le manguier et le litchi. Cette diminution a été attribuée à des mécanismes de photoprotection, en particulier une augmentation de la dissipation thermique d'énergie, et à une réduction de l'activité puit. Alors que le pool d'azote foliaire n'a été atteint chez aucune des deux espèces, la concentration surfacique en azote (Na) a augmenté chez le litchi, ,en conséquence d'un accroissement de la masse surfacique. Les résultats, acquis sur des feuilles similairement exposées, montrent qu'au cours d'un stress hydrique à long terme, les relations entre (i) Na et l'accès à la lumière, chez certaines espèces, et (ii) Na et la capacité photosynthétique (Jmax), ne sont pas maintenues. Ces deux relations, à la base des modèles biochimiques de photosynthèse et de leur extension à toute la canopée, doivent donc être adaptées aux conditions de stress hydrique imposé à long terme. Des corrections, adaptées à nos conditions expérimentales, ont été proposées. Enfin, les gammes de g, et Anet ainsi que la pente de leur relation ont diminué lors du stress hydrique appliqué au manguier. L'efficience photosynthétique de l'eau (Anet/E) a ainsi augmenté, stratégie qui pourrait permettre de maintenir un certain taux d'assimilation de carbone tout en maîtrisant le développement de l'embolie et en préservant ainsi l'intégrité du xylème.

Mots-clés Agrovoc : Mangifera indica, Litchi chinensis, échange gazeux, photosynthèse, stress dû à la sécheresse, adaptation, modèle, stomate, transpiration, physiologie végétale

Mots-clés géographiques Agrovoc : La Réunion, France

Classification Agris : F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement

Champ stratégique Cirad : Axe 1 (2005-2013) - Intensification écologique

Auteurs et affiliations