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Les mécanismes de résistance à la sécheresse chez les arbres Hervé COCHARD UMR-PIAF, INRA site de Crouël, 63100 Clermont- Ferrand

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Présentation au sujet: "Les mécanismes de résistance à la sécheresse chez les arbres Hervé COCHARD UMR-PIAF, INRA site de Crouël, 63100 Clermont- Ferrand"— Transcription de la présentation:

1 Les mécanismes de résistance à la sécheresse chez les arbres Hervé COCHARD UMR-PIAF, INRA site de Crouël, Clermont- Ferrand

2 Sécheresse et forêts Importance de la ressource en eau –Production forestière –Stabilité des écosystèmes (dépérissements…) Grande diversité en termes de résistance à la sécheresse –Diversité selon les espèces –Diversité selon les milieux –Diversité liée à la sylviculture Demandes des gestionnaires forestiers : - Comment choisir les essences selon conditions de milieux actuelles et futures ? - Fournir des variétés (génotypes) plus résistantes à la sécheresse. Question pour la recherche : Quelles sont les bases physiologiques et moléculaires de la résistance à la sécheresse des arbres ?

3 Le bilan hydrique Le sol est un réservoir d’eau Bilan (t) = Entrées – Sorties Pluie Transpiration arbre Irrigation Evaporation sol Rosée Drainage L’arbre consomme beaucoup d’eau (des centaines de litres par jour) Le sol se déshydrate, l’arbre aussi La pluie recharge le sol et l’arbre en eau

4 Forêt : sylviculture compétition autres individus Le sol : réserve utile en eau Climat: précipitations, ETP Le bilan hydrique L’arbre: espèce, Individu, physiologie

5 Le Bilan hydrique conditionne l’état hydrique de l’arbre Plus le sol est sec, plus l’arbre est sec Le degré de déshydratation se mesure par la pression (négative) de l’eau (bars, MPa) sol humide P = 0 bars sol sec P = -10 bars sol très sec P = -20 bars Pression Temps Sol Arbre Chambre à pression

6 Circulation de l’eau dans l’arbre L’eau du sol est absorbée par les racines Aubier Bois de coeur La sève brute circule dans l’aubier.. …dans des vaisseaux et des trachéides La sève s’évapore dans les feuilles en passant à travers les stomates

7 Mécanismes de réponse des arbres à la sécheresse Éviter la sécheresse -Limiter les pertes en eau fermeture des stomates chute des feuilles -Augmenter les entrées d’eau enracinement plus profond Mécanismes d’évitement Tolérer la sécheresse -Cellules moins sensibles à la déshydratation (osmorégulation) -Maintient des fonctions physiologiques et de la croissance Mécanismes de tolérance

8 Stratégie d’évitement: fermeture stomatique Diminution de la transpiration foliaires La fermeture stomatique réduit progressivement la transpiration : économise l’eau du sol

9 Noyer Stratégie d’évitement: fermeture stomatique Contrôle de la contrainte hydrique dans l’arbre Jours

10 Stratégie d’évitement: fermeture stomatique Sensibilité à la sécheresse selon les espèces L’Économie l’eau du sol n’explique pas, seul, la sensibilité des espèces H20H20 CO 2

11 Réduire les pertes en eau limite également la croissance des arbres déficit hydrique indice croissance (%) N. Bréda, 1998

12 Circulation de l’eau dans l’arbre Comment est affecté l’appareil circulatoire des arbres par la sécheresse ? L’intégrité de l’appareil circulatoire est essentielle pour l’alimentation en eau de l’arbre

13 Forces sur H 2 O : Cavitation Embolie gazeuse : désamorce la pompe aspirante  Circulation de l’eau dans l’arbre: pompe aspirante  Une limitation physique au transfert de l’eau Stratégie de tolérance: résistance à la cavitation

14 Méthode Acoustique Ultrasonique Cavitation I15I DSM 4615 Physical Acoustic Corp. ( khZ) Emission Ultrasonique Technique de mesure de l’embolie

15 Conduit embolisé Technique de mesure de l’embolie embolie = perte de conductance hydraulique XYL’EM Mesure de la capacité de l’appareil circulatoire à transporter la sève Méthode hydraulique

16 Microscope 0 r Light Utilisation de la force centrifuge pour induire l’embolie : CAVITRON

17 Courbes de vulnérabilité à l’embolie P cav = -2.5 MPa Pinus sylvestris P 50 = -3.2 MPa Pression de sève, MPa Taux d’embolie, %

18 Sensibilité à la cavitation selon les espèces Les espèces plus résistantes à la sécheresse sont également plus résistantes à la cavitation

19 Stratégies de résistance à la sécheresse: évitement et tolérance Pression de sève, MPaTaux d’embolie, % Ouverture des stomates

20 Stratégies de résistance à la sécheresse: évitement et tolérance Pression de sève Ouverture stomatique Embolie La majorité des ligneux Pression de sève Ouverture stomatique Embolie Certains ligneux (Cèdres, Pins)

21 Conclusions Grande diversité de résistance à la sécheresse selon les espèces Cette résistance dépend de nombreux paramètres: –Environnement, climat, sol etc… –Processus physiologiques Résistance à la cavitation de 3 clones de Douglas La résistance à la cavitation est une voie prometteuse d’amélioration de la résistance à la sécheresse des arbres


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