Ajustement de la phénologie, de la croissance et de la production de biomasse du cotonnier (Gossypium Hirsutum L.) face à des carences en potassium

Gérardeaux Edward. 2009. Ajustement de la phénologie, de la croissance et de la production de biomasse du cotonnier (Gossypium Hirsutum L.) face à des carences en potassium. s.l. : Université de Bordeaux I, 110 p. Thèse de doctorat : Sciences et environnement. Biochimie et écosystèmes : Université de Bordeaux I

Thèse

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Encadrement : Pellerin, Sylvain ; Saur, Etienne

Résumé : La déficience en potassium dans les parcelles de cotonnier est un phénomène répandu et en recrudescence. Le problème est d'autant plus marqué en Afrique sub-saharienne que les sols sont pauvres et les systèmes de culture peu intensifs. Les principaux effets de la carence en potassium référencés dans la littérature sont une réduction de la surface foliaire, une réduction de l'assimilation et une modification des règles de répartition des assimilats entre les compartiments de la plante (tiges, racines, fruits et feuilles). Les connaissances à l'échelle cellulaire sur le rôle du potassium sont nombreuses mais paradoxalement peu de modèles permettent l'intégration de ces résultats à l'échelle du plant et du peuplement. La raison provient de la multiplicité des mécanismes affectés et de la complexité à les intégrer à l'échelle du plant ou du peuplement. L'objectif de notre travail est de caractériser les effets de la carence en K sur la croissance et le développement du cotonnier avec suffisamment de variables intermédiaires explicatives pour pouvoir proposer un schéma conceptuel compatible avec les concepts utilisés dans les modèles de croissance de cette plante. Cet objectif implique ainsi de porter nos investigations à plusieurs échelles (peuplement, plante, organes, organites) et sur des variables-clés du fonctionnement physiologiques des plantes utilisées dans la modélisation courante telles que la photosynthèse ou le statut hydrique. Nos recherches nous ont aussi amené à mesurer d'autres variables non incluses dans les modèles courants, afin d'affiner notre compréhension du fonctionnement des plantes carencées (teneur en sucres, vitesse de carboxylation, ouverture stomatique ...). Pour satisfaire à ces objectifs, deux types complémentaires d'expérimentations ont été menés : 1) des essais en plein champs, en condition pluviale stricte ont été conduits au Bénin, deux années de suite, sur deux sites différents : à Aplahoué en 2004 et à Savalou en 2005. Il s'agit d'essais comparant différents niveaux de fertilisation en potassium. L'objectif de ces essais était d'étudier les effets de la carence à l'échelle du peuplement. 2) Par la suite, une expérimentation en serre et en hydroponie a été conduite (Bordeaux, 2006) avec l'objectif d'analyser finement les processus affectés à l'échelle du plant et de l'organe. Les essais en peuplement comme l'essai en serre ont permis d'obtenir des gammes de teneur en potassium variées, grâce à des niveaux d'alimentation variés (3 niveaux au champ, 4 en serre). Les teneurs planchers des plantes les plus carencées se situaient aux alentours de 8 à 10 mg g-1, ce qui contraste avec les teneurs maximum mesurées qui avoisinaient les 30 mg g-1. L'indice foliaire des traitements carencés des essais en peuplement est inférieur à celui des témoins en raison d'un moins grand nombre de feuilles et d'une taille individuelle réduite. Dans les essais en serre, une importante réduction de la surface foliaire est aussi observée mais la part de la réduction de la surface individuelle dans la réduction de la surface totale est plus prononcée. L'analyse des dynamiques de croissance des surfaces foliaires montre que l'accroissement relatif des feuilles est identique quels que soient les niveaux de carence mais que la taille des organes à l'émergence est plus petite pour les plants carencés. En revanche, les entrenoeuds des plants carencés ont à la fois une taille réduite à l'émergence et une croissance relative plus faible. A l'échelle du peuplement aucune différence d'efficience de conversion de la lumière n'est observée ; en conséquence, les réductions de biomasse sèche observées sont entièrement dues à une diminution de l'efficience d'interception du rayonnement. En revanche, l'efficience de conversion du rayonnement intercepté de l'essai en serre est affectée par la carence en K mais uniquement pour le traitement le plus carencé. Les mesures d'échanges gazeux en serre à Bordeaux montrent également que la photosyn

Mots-clés Agrovoc : Gossypium hirsutum

Mots-clés géographiques Agrovoc : France, Bénin

Classification Agris : F62 - Physiologie végétale - Croissance et développement
U10 - Informatique, mathématiques et statistiques
F61 - Physiologie végétale - Nutrition
H50 - Troubles divers des plantes

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

Auteurs et affiliations