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Dernière mise à jour : Mai 2018

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UMR PIAF

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MEA

MEA (Micro-Environnement et Arbre)

Responsable : Marc SAUDREAU

Personnel

L’équipe MEA analyse les interactions entre l’arbre et son environnement thermique, lumineux ou minéral. Ces interactions sont abordées à l’échelle de l’organe, en relation avec la structure de l’arbre (architecture 3D), qui détermine la distribution du microclimat dans la couronne et pour l’acquisition de laquelle l’équipe développe des outils méthodologiques et logiciels. Les fonctions biologiques étudiées se rapportent principalement à la gestion des ressources carbonées et/ou azotées, appréhendée à travers la variabilité spatiale du fonctionnement photosynthétique de la couronne et la dynamique des réserves. L’expérimentation est complétée par une modélisation de type structure-fonction qui simule l’interaction des différents processus physiques et biologiques, et permet l’intégration spatiale et temporelle.

Cette thématique scientifique est appliquée à la vulnérabilité de l’arbre aux facteurs de l’environnement, déclinée en 3 thèmes finalisés, visant à anticiper et/ou limiter les conséquences des changements climatiques en cours : (1) vulnérabilité aux bio-agresseurs ; (2) vulnérabilité au gel, phénologie hiverno-printanière; (3) vulnérabilité aux contraintes multiples et récurrentes.

1  Vulnérabilité aux bio-agresseurs :
L'hypothèse de base est que l'architecture de l'arbre fruitier, très variable et manipulable par le producteur, influence fortement le microclimat (lumière, température, durée d’humectation) et donc le développement de ses différents bioagresseurs. Sur pommier, les bioagresseurs visés sont Venturia inaequalis, responsable de la tavelure qui est la principale maladie fongique du pommier, et Tetranychus urticae, un acarienqui sert de modèle à l’étude des relations entre microclimat foliaire et performance des ravageurs foliaires. Sont abordés : (a) la germination des spores de Venturia via la modélisation de la durée d’humectation des organes en prenant en compte les interactions eau/feuille; (b) la dynamique des populations des acariens via la modélisation de la variabilité spatiale et temporelle de la température foliaire à l’échelle de la feuille et à l’échelle de la couronne. Associés à des scenarii d’évolution du climat, ces modélisations mécanistes permettent de connecter plusieurs échelles : de la feuille au couvert, et d’analyser l’impact des changements climatiques sur le développement des ravageurs et les alternatives aux traitements phytosanitaires via la manipulation du microclimat. L’équipe aborde aussi la lutte génétique et biologique contre les maladies de l’hévéa ainsi que les substances de défense naturelle des plantes, afin de réduire l’usage des pesticides.

2  Vulnérabilité au gel, phénologie hiverno-printanière :
L’équipe a déjà établi un lien entre la capacité des cellules vivantes à résister aux températures gélives et le statut carboné et hydrique des tissus. Elle s'attache aujourd'hui à préciser l'effet des conditions de croissance durant la saison de végétation et des températures de l’automne sur ce statut carboné (réserves principalement) et hydrique (absorption racinaire vs. transpiration aérienne) sur une large gamme d’espèces, en combinant approche expérimentale et modélisation du fonctionnement intégré. La sensibilité à l’embolie hivernale, autre effet notable du gel, est également étudiée sur plusieurs espèces à feuilles caduques ou sempervirentes, en relation notamment avec l’anatomie du xylème (diamètre des vaisseaux ou des ponctuations). Concernant la vulnérabilité aux gels printaniers, l’équipe étudie les mécanismes influençant fortement la phénologie printanière (débourrement – floraison …). Elle cherche à développer des modélisations mécanistes permettant d’aborder de façon pertinente les évolutions phénologiques dues aux changements climatiques, notamment à l’accroissement des températures hiverno-printanières, à moyen et plus long terme.

3  Vulnérabilité aux contraintes multiples et récurrentes :
La longévité des arbres et les spécificités de leurs réponses aux contraintes, souvent différées et pluriannuelles, rendent nécessaire d’anticiper les risques liés aux changements climatiques. En effet, les modifications annoncées du climat global (réchauffement, aléas gélifs sur des arbres non acclimatés, augmentation des sécheresses estivales, excès de précipitations hivernales, modification de la fréquence des tempêtes) pourraient menacer la pérennité de certains systèmes sylvicoles. Le plus souvent, les interactions entre stress (succession dans le temps ou combinaisons, interactions avec la phénologie des arbres) ne sont pas étudiées en tant que telles. Nous avons commencé à étudier dans nos modèles la «succession» des évènements climatiques afin de pouvoir estimer, par exemple, l’évolution des risques de mortalité liés aux gels hivernaux suite à des stress agissant sur le bilan de carbone à l’issue la saison de croissance. Nous chercherons à compléter cette approche en étudiant à l’échelle de l’individu, pris dans un contexte sylvicole particulier (les chênaies de l’Allier sur sol à hydromorphie temporaire), les facteurs de vulnérabilité (principalement contraintes hydriques et résistance au gel) de deux essences forestières majeures (chênes sessile et pédonculé), connus pour leurs sensibilités opposées aux stress « hydriques » (ennoyage printanier vs. sécheresse estivale).

Présentation des méthodes de l'équipe MEA