Évaluation de la verse des plantes de canola exposées à des températures élevées en vue d’adapter cette culture aux effets des changements climatiques

Citation

Wu, W., Ma, B.L. (2018). Assessment of canola crop lodging under elevated temperatures for adaptation to climate change, 248 329-338. http://dx.doi.org/10.1016/j.agrformet.2017.09.017

Résumé en langage clair

La sécurité alimentaire mondiale et les productions agricoles sont directement touchées par le réchauffement climatique. Nous savons que les cultures sont vulnérables au réchauffement climatique, car les températures ont des incidences sur les processus métaboliques des plantes, et ce sont ces derniers qui déterminent ultimement l’accumulation de biomasse et la formation des grains. Des recherches approfondies ont donc été menées pour projeter les impacts potentiels du réchauffement climatique sur la productivité des cultures à l’aide d’expériences in situ, de modèles culturaux et de modèles sur le réchauffement climatique. Le canola (Brassica napus L.) est une production oléagineuse d’importance mondiale et la production la plus rentable pour les agriculteurs canadiens. La verse, phénomène défini comme étant le déplacement permanent des parties aériennes d’une culture sur pied de sa position verticale, qui est causée par des forces externes comme le vent, une tempête, des précipitations ou de la grêle, est fréquemment observée dans les cultures de canola. La verse est la principale contrainte empêchant d’accroître le rendement en canola dans des conditions climatiques favorables. Il serait utile de mieux comprendre les mécanismes de la verse des tiges et de la verse des racines en réponse à l’exposition à des températures élevées pour atténuer la forme de verse la plus probable dans le contexte du stress causé par la hausse des températures associée au réchauffement climatique. La présente étude visait à (1) évaluer l’impact de températures élevées sur la résistance à la verse des tiges et à la verse des racines de quatre variétés de canola dans des installations de croissance aux conditions contrôlées; (2) à déterminer le type de verse (verse des tiges ou des racines) qui serait le plus fréquent dans des conditions de températures élevées. Ces connaissances pourraient être utiles aux phytogénéticiens, aux agriculteurs et aux agronomes dans leurs efforts d’amélioration du canola ou de sélection de cultivars plus résistants à la verse en prévision des températures plus élevées qui sont associées au réchauffement climatique attendu.
L’étude a montré que les cultivars présentaient des différences significatives au niveau de leur potentiel global de résistance à la verse. Les caractéristiques mécaniques et les caractères morphologiques des racines des quatre variétés testées ont surtout été impactés négativement par les températures élevées d’une façon parallèle. Les températures élevées ont augmenté la résistance à la verse des tiges de canola parce qu’elles ont (1) diminué le moment du poids propre; (2) ont augmenté la résistance de l’ancrage en augmentant le diamètre et le poids sec des tiges par longueur d’entre-nœud de tige basale. Les températures élevées ont réduit la résistance à la verse des racines parce qu’elles ont supprimé significativement la croissance des racines latérales, au lieu de la racine primaire. La verse des racines a été plus fréquente que celle des tiges dans les conditions de températures élevées étudiées. La présente étude donne à penser qu’il faudrait améliorer en priorité la résistance à la verse des racines plutôt que celle à la verse des tiges par sélection d’un système racinaire à rigidité élevée.

Résumé

2017. En prévision de la hausse des températures associée au réchauffement climatique prévu, de nombreux efforts sont déployés pour évaluer les incidences de la hausse des températures sur les productions agricoles et la sécurité alimentaire. La verse, phénomène défini comme étant le déplacement irréversible d’une culture sur pied de sa position verticale, est l’une des principales causes de perte de rendement et de dégradation de la qualité du canola ou du colza oléagineux. Toutefois, rares sont les études qui ont jusqu’ici évalué les incidences potentielles des températures élevées sur les mécanismes de verse des cultures. La présente étude visait à évaluer les effets des températures élevées sur les caractéristiques structurelles de résistance à la verse de quatre génotypes de canola, à déterminer le type de verse prédominant (verse des tiges ou verse des racines) et à identifier des caractères mécanistiques connexes qui sont associés à la verse dans des conditions de températures élevées. L’expérience a été réalisée dans des installations de croissance aux conditions contrôlées et les génotypes ont été exposés à des régimes de températures normales (23/17 °C; traitement témoin) et à des régimes de températures élevées (27,01/24,3 °C). Les résultats ont démontré que les températures élevées avaient réduit significativement la résistance à la verse des racines, comme indiqué par la réduction remarquable de l’ancrage des racines et du facteur de sécurité (contre la défaillance d’ancrage). Ces effets ont été attribués à une suppression importante du développement des racines latérales (32 %), et par conséquent, à une diminution de la résistance des racines à la flexion (33 %), à une diminution de la dimension de la motte racinaire (13 %) et à une diminution de la résistance à la rupture (33 %). Les températures élevées ont eu un effet incohérent sur la résistance à la verse des tiges, ce qui cadre avec la théorie de la mécanique technique, et cela fut corroboré par des observations sur le plan anatomique. Ces résultats ont montré que les génotypes de canola étaient plus sujets à une défaillance d’ancrage qu’à une déformation latérale (flambage) des tiges. Par conséquent, la verse des racines causée par une défaillance de l’ancrage deviendrait un aspect critique dans le scénario d’une hausse des températures associée au réchauffement climatique. La présente étude indique qu’il faudrait cibler la verse des racines en priorité dans les efforts d’amélioration de la résistance à la verse des cultures par la sélection de systèmes racinaires qui présentent une grande résistance de l’ancrage, en particulier lorsque les plantes cultivées seront inévitablement exposées à un stress de températures élevées.

Date de publication

2018-01-15

Profils d'auteurs