Les m

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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
• cochard_at_clermont.inra.fr

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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 ?

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Le bilan hydrique
Bilan (t) Entrées Sorties Pluie
Transpiration arbre Irrigation Evaporation
sol Rosée Drainage
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Le bilan hydrique
Forêt sylviculture compétition autres individus
Larbre espèce, Individu, physiologie
Le sol réserve utile en eau
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Le Bilan hydrique conditionne létat hydrique de
larbre

• Plus le sol est sec, plus larbre est sec
• Le degré de déshydratation se mesure par la
  pression (négative) de leau (bars, MPa)
• sol humide P 0 bars
• sol sec P -10 bars
• sol très sec P -20 bars

Chambre à pression
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Circulation de leau dans larbre
Aubier
Bois de coeur
La sève sévapore dans les feuilles en passant à
travers les stomates
La sève brute circule dans laubier..
dans des vaisseaux et des trachéides
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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 deau
• enracinement plus profond
• Mécanismes dévitement

Tolérer la sécheresse -Cellules moins sensibles
à la déshydratation (osmorégulation) -Maintient
des fonctions physiologiques et de la croissance
Mécanismes de tolérance
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Stratégie dévitement fermeture stomatique
Diminution de la transpiration foliaires
La fermeture stomatique réduit progressivement la
transpiration économise leau du sol
9
Stratégie dévitement fermeture stomatique
Contrôle de la contrainte hydrique dans larbre
Noyer
Jours
10
Stratégie dévitement fermeture stomatique
Sensibilité à la sécheresse selon les espèces
H20
CO2
LÉconomie leau du sol nexplique pas, seul, la
sensibilité des espèces
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Réduire les pertes en eau limite également la
croissance des arbres
déficit hydrique
indice croissance ()
0
140
25
120
50
100
75
80
100
60
1964
1968
1972
1976
1980
1984
1988
1992
1996
N. Bréda, 1998
12
Circulation de leau dans larbre
Lintégrité de lappareil circulatoire est
essentielle pour lalimentation en eau de larbre
Comment est affecté lappareil circulatoire des
arbres par la sécheresse ?
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Stratégie de tolérance résistance à la
cavitation

• Circulation de leau dans larbre pompe
  aspirante
• Une limitation physique au transfert de leau

• Forces sur H2O Cavitation

• Embolie gazeuse désamorce la pompe aspirante

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Technique de mesure de lembolie
Méthode Acoustique Ultrasonique
DSM 4615 Physical Acoustic Corp.
I15I
(100-300 khZ)
Cavitation
Emission Ultrasonique
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Technique de mesure de lembolie
Méthode hydraulique
XYLEM
Mesure de la capacité de lappareil circulatoire
à transporter la sève
Conduit embolisé
embolie perte de conductance hydraulique
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Utilisation de la force centrifuge pour induire
lembolie CAVITRON
Microscope
r
0
0.5
1
Light
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Courbes de vulnérabilité à lembolie
Pcav -2.5 MPa
P50 -3.2 MPa
Taux dembolie,
Pinus sylvestris
Pression de sève, MPa
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Sensibilité à la cavitation selon les espèces
Les espèces plus résistantes à la sécheresse sont
également plus résistantes à la cavitation
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Stratégies de résistance à la sécheresse
évitement et tolérance
Ouverture des stomates
Taux dembolie,
Pression de sève, MPa
20
Stratégies de résistance à la sécheresse
évitement et tolérance
La majorité des ligneux
Ouverture stomatique
Embolie
0
-2
-4
Pression de sève
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Conclusions

• Grande diversité de résistance à la sécheresse
  selon les espèces
• Cette résistance dépend de nombreux paramètres
• Environnement, climat, sol etc
• Processus physiologiques

• La résistance à la cavitation est une voie
  prometteuse damélioration de la résistance à la
  sécheresse des arbres

Résistance à la cavitation de 3 clones de Douglas