Etude de la dormance et de la résistance au froid chez des Noyers aux dates de débourrement contrastées.

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1 Etude de la dormance et de la résistance au froid chez des Noyers aux dates de débourrement contrastées. Guillaume Charrier, Thierry Améglio, Marc Bonhomme, André Lacointe La phénologie : un observatoire des changements climatiques Montpellier 21-22/10/20

2 Introduction Plan Problématique et hypothèses Dynamique de l endodormance Estimation expérimentale des besoins de froid Résistance au gel et variables physiologiques Dynamique de l écodormance Estimation expérimentale des vitesses de croissance Résistance au gel et variables physiologiques Conclusions et perspectives

3 Introduction Lors de l hiver, les arbres à feuilles caduques doivent être capables : de résister au températures gélives. Utilisation de leurs réserves accumulées pendant l été pour s endurcir. Endurcissement et désendurcissement au gel de se préparer à la prochaine saison de végétation. Afin d être bien synchronisés avec le climat en vue d optimiser la longueur de leur saison de végetation par rapport aux risques de gelée printanière sur les jeunes pousses. Dormance des bourgeons

4 Introduction Ces deux aspects de la biologie hivernale suivent une dynamique parallèle. DMD Endodormance Écodormance Débourrement LT 50 Résistance au gel Jui Jul Aou Sep Oct Nov Dec Jan Fev Mar Avr Mai De nombreuses études ont été effectuées en vue de modéliser la résistance au gel ou la dormance, mais les deux phénomènes n ont que très peu été pris en compte simultanément.

5 Problématique : Différentes variétés de Juglans regia et d hybrides J.regia x nigra présentent un décalage phénologique important : 48 jours en jours en 20 Nombre de jours entre le débourrement de 50% des bourgeons latéraux de la variété la plus précoce et de la plus tardive Hybrides Tardifs Hybrides Précoces Franquette Lara Chandler Serr 01-avr 11-avr 21-avr 01-mai 11-mai 21-mai 31-mai 10-juin 20-juin Date de débourrement

6 Hypothèses La sénescence foliaire étant bien délimitée dans le temps (en général peu après le 1 er gel conséquent), on peut poser deux hypothèses : Cette différence est-elle du à une variabilité des exigences en froid pour sortir de l endodormance? Sénescence Débourrement Divergence inter variétale Lors de l endodormance Levée d endodormance Ou à une réponse différente à la température pour la sortie d écodormance? Sénescence Débourrement Divergence inter variétale Lors de l écodormance Levée d endodormance

7 Evolution parallèle de la résistance au gel et de l état de dormance des bourgeons Pour répondre à cela, deux aspects de la biologie hivernale sont étudiés en parallèle : Etat de dormance (en vert DMD) Résistance au gel (en bleu LT 50 ) DMD (h) LT50 ( C) /9 1/10 31/10 30/11 30/12 29/1 28/2 30/3 29/4 29/5 Ces deux phénomènes ont une dynamique synchrone : Maximum de dormance : début d endurcissement Levée d endodormance : Maximum d endurcissement Débourrement : Désendurcissement complet -30.0

8 Dynamique de l endodormance

9 Mesure des besoins de froid Après différents délais d exposition au froid (4 C) des boutures de nœud (segment de rameau ne présentant qu un unique bourgeon) sont placés à 25 C. Lorsque le délai moyen de débourrement ne diminue plus après une dose supplémentaire de froid, on estime les besoins en froid satisfaits. Délai Moyen de Débourrement (h) Délai d'exposition au froid (h) Variété Hybrides Précoces Hybrides Tardifs Chandler Franquette Lara Serr Besoin de froid (h) Pas de différence significative entre variétés : Besoin de froid compris entre 1000 et 1100 heures Estimation de sortie de dormance selon 10 modèles différents : la dormance est estimée levée entre le 21-décembre et le 4 janvier

10 Hormis des différences d intensité, on retrouve une forte synchronisation entre les dynamiques de : Résistance au gel, Humidité pondérale, Contenu en amidon Contenu en sucres solubles Le maximum de dormance est atteint lorsque : les arbres ne sont pas encore endurcis leur humidité pondérale commence à diminuer la conversion amidon sucres solubles est initiée L endodormance est levée lorsque : les arbres sont totalement endurcis leur humidité pondérale est minimale la quasi totalité des réserves en amidon est convertie en sucres solubles En endodormance [Sucres Humidité [Amidon] LT50 solubles] Pondérale ( C) (mg/g (mg/g MS) MS) Franquette Lara Hybrides Précoces Hybrides Tardifs //08 21//08 11/10/08 31/10/08 20/11/08 10/12/08 30/12/08 19/01/ //08 21//08 11/10/08 31/10/08 20/11/08 10/12/08 30/12/08 19/01/

11 Dynamique de l écodormance

12 Vitesses de croissance des bourgeons Franquette Lara Hybrides Précoces Hybrides Tardifs Délai Moyen de Débourrement (h) Température ( C) Les vitesses de croissance en fonction de la température suivent des fonctions non linéaires. La différence entre les variétés hybrides les plus précoces et les plus tardives se fait essentiellement en terme de réponse aux basses températures. La différence entre les variétés fruitières et les hybrides les plus précoces est plutôt située aux températures intermédiaires.

13 Vitesses de désendurcissement Franquette Lara Hybrides Précoces Hybrides Tardifs 6/2/ 26/2/ 18/3/ 7/4/ 27/4/ 17/5/ 6/6/ 26/6/ 16/7/ 0 LT50 ( C) Au débourrement : LT C Date de débourrement 28/3 7/4 17/4 27/4 7/5 17/5 27/5 6/6 16/6 26/ Ceci est vrai quelque soit la variété étudiée et sa précocité : Données récoltées sur 14 variétés de noyer sur 2 sites différents LT50 ( C) y = x R 2 =

14 Physiologie pendant le désendurcissement La résistance au gel est prédictible pendant la période hivernale par un modèle développé dans le laboratoire utilisant la température, l état d hydratation et le contenu en sucres solubles de l arbre comme variables d entrée Humidité Pondérale Franquette Lara Hybrides Précoces Hybrides Tardifs 6/2/ 26/2/ 18/3/ 7/4/ 27/4/ 17/5/ 6/6/ 26/6/ La réhydratation des arbres s initie un mois avant le débourrement.

15 Reconstitution des réserves Franquette Hybrides Précoces 80 Lara Hybrides Tardifs 0 Date de débourrement 22/4 29/4 6/5 13/5 20/5 27/5 3/6 10/6 17/6 [Sucres solubles] (mg/g MS) /12/ 08 07/01/ 27/01/ 16/02/ 08/03/ 28/03/ 17/04/ 07/05/ 27/05/ 16/06/ 06/07/ Vitesse de reconversion des sucres solubles (mg/g MS.j) La vitesse de reconversion des sucres solubles en amidon est d autant plus rapide que le débourrement est précoce. La reconstitution des réserves carbonées permet de fournir un substrat à la croissance des bourgeons.

16 Conclusions et perspectives L amplitude retrouvée en terme de dates de débourrement de différentes variétés de noyers s explique par un comportement différent lors de la phase d écodormance. La dynamique parallèle entre dormance et résistance au gel permettrait de mieux modéliser la phénologie de ces arbres. L utilisation de paramètres physiologiques pour prédire l état de dormance des bourgeons permettrait de mieux intégrer accidents climatiques et situations nouvelles. Pour cela, il faut pouvoir modéliser l évolution de la physiologie de l arbre au cours de la période hivernale et notamment : L évolution de l humidité pondérale Les lois d action de la température sur les dynamiques de conversion amidon sucres solubles

17 Merci de votre attention! La phénologie : un observatoire des changements climatiques Montpellier 21-22/10/20